Golang 通关初级(3)
2016-07-25 21:37
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原文
https://tour.golang.org/welcome/1方法
Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。方法就是一类带特殊的 接收者 参数的函数。
方法接收者在它自己的参数列表内,位于 func 关键字和方法名之间。
在此例中, ToString 方法拥有一个名为 p ,类型为 People 的接收者。
package main import ( "fmt" ) type People struct { age int name string } func (p People) ToString() string { ageStr := fmt.Sprintf("%d ", p.age) return ageStr + p.name } func main() { a := People{ 12, "Victor", } fmt.Println(a.ToString()) }
输出:
12 Victor
方法即函数
记住:方法只是个带接收者参数的函数。
现在这个 toString 的写法就是个正常的函数,功能并没有什么变化。
package main import ( "fmt" ) type People struct { age int name string } func ToString(p People) string { ageStr := fmt.Sprintf("%d ", p.age) return ageStr + p.name } func main() { a := People{ 12, "Victor", } fmt.Println(ToString(a)) }
输出:
12 Victor
你也可以为非结构体类型声明方法。
在此例中,我们看到了一个带 Abs 方法的数值类型 MyFloat 。
你只能为在同一包内定义的类型的接收者声明方法, 而不能为其它包内定义的类型(包括 int 之类的内建类型)的接收者声明方法。
(译注:就是接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内;不能为内建类型声明方法。)
package main import ( "fmt" "math" ) type MyFloat float64 // MyFloat 就是 float64,不过 把名字换成了 MyFloat 而已 func (f MyFloat) Abs() float64 { if f < 0 { return float64(-f) } return float64(f) } func main() { f := MyFloat(-math.Sqrt2) fmt.Println(f.Abs()) }
输出:
1.4142135623730951
指针接收者
你可以为指针接收者声明方法。这意味着对于某类型 T ,接收者的类型可以用 *T 的文法。 (此外, T 不能是像 *int 这样的指针。)
例如,这里为 *People定义了 ChangeName方法。
指针接收者的方法可以修改接收者指向的值(就像 ChangeName 在这做的)。 由于方法经常需要修改它的接收者,指针接收者比值接收者更常用。
试着移除ChangeName函数声明中的 * ,观察此程序的行为如何变化。
若使用值接收者,那么 ChangeName 方法会对原始 People 值的副本进行操作。 (对于函数的其它参数也是如此。) ChangeName 方法必须用指针接受者来更改 main 函数中声明的 People 的值。
package main import ( "fmt" ) type People struct { age int name string } func ToString(p People) string { result := fmt.Sprintf("年龄:%d, 名字 %s ", p.age, p.name) return result } func (p *People) ChangeName(name string) { p.name = name } func main() { a := People{ 12, "Victor", } fmt.Println(ToString(a)) a.ChangeName("Afra55") fmt.Println(ToString(a)) }
输出:
年龄:12, 名字 Victor 年龄:12, 名字 Afra55
指针与函数
现在我们要把 ChangeName 方法重写为函数。package main import ( "fmt" ) type People struct { age int name string } func ToString(p People) string { result := fmt.Sprintf("年龄:%d, 名字 %s ", p.age, p.name) return result } func ChangeName(p *People, name string) { p.name = name } func main() { a := People{ 12, "Victor", } fmt.Println(ToString(a)) ChangeName(&a, "Afra55") fmt.Println(ToString(a)) }
输出:
年龄:12, 名字 Victor 年龄:12, 名字 Afra55
如果去掉函数 ChangeName 参数 中的
*,再运行就会报错:
.\main.go:28: cannot use &a (type *People) as type People in argument to ChangeName
由上可见 指针参数的函数必须接受一个指针,而以指针为接收者的方法被调用时,接收者既能为值又能为指针。下面再举个例子:
方法与指针重定向
package main import "fmt" type Vertex struct { X, Y float64 } func (v *Vertex) Scale(f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func main() { v := Vertex{3, 4} v.Scale(2) ScaleFunc(&v, 10) p := &Vertex{4, 3} p.Scale(3) ScaleFunc(p, 8) fmt.Println(v, p) }
输出:
{60 80} &{96 72}
由上例可知带指针参数的函数必须接受一个指针:
var v Vertex ScaleFunc(v) // 编译错误! ScaleFunc(&v) // OK
而以指针为接收者的方法被调用时,接收者既能为值又能为指针:
var v Vertex v.Scale(5) // OK p := &v p.Scale(10) // OK
对于语句 v.Scale(5) ,即便 v 是个值而非指针,带指针接收者的方法也能被直接调用。 也就是说,由于 Scale 方法有一个指针接收者,为方便起见,Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5) 。
同样的事情也发生在相反的方向:
package main import ( "fmt" "math" ) type Vertex struct { X, Y float64 } func (v Vertex) Abs() float64 { return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y) } func AbsFunc(v Vertex) float64 { return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y) } func main() { v := Vertex{3, 4} fmt.Println(v.Abs()) fmt.Println(AbsFunc(v)) p := &Vertex{4, 3} fmt.Println(p.Abs()) fmt.Println(AbsFunc(*p)) }
输出:
5 5 5 5
接受一个值作为参数的函数必须接受一个指定类型的值:
var v Vertex fmt.Println(AbsFunc(v)) // OK fmt.Println(AbsFunc(&v)) // 编译错误!
而以值为接收者的方法被调用时,接收者既能为值又能为指针:
var v Vertex fmt.Println(v.Abs()) // OK p := &v fmt.Println(p.Abs()) // OK
这种情况下,方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs() 。
选择值或指针作为接收者
使用指针接收者的原因有二:首先,方法能够修改其接收者指向的值。
其次,这样可以避免在每次调用方法时复制该值。若值的类型为大型结构体时,这样做会更加高效。
通常来说,所有给定类型的方法都应该有值或指针接收者,但并不应该二者混用。
接口
接口类型 是由一组方法签名定义的集合。接口类型的值可以保存任何实现了这些方法的值。
package main import ( "fmt" ) type IHuman interface { ClearHair(drop int) int } type People struct { age int hairNum int name string } type MyHairNumber int func (h MyHairNumber) ClearHair(drop int) int { d := int(h) - drop return d } func (p *People) ClearHair(drop int) int { return p.hairNum - drop } // 错误1: method redeclared: People.ClearHair func (p People) ClearHair(drop int) int { return p.hairNum - drop } func main() { var i IHuman a := MyHairNumber(1000) i = a fmt.Println(i.ClearHair(3000)) b := People{ 12, 19000, "Who?", } i = &b fmt.Println(i.ClearHair(3000)) // 错误2: 下面一行,b 是一个 People(而不是 *People) // 所以没有实现 ClearHair. i = b fmt.Println(i) }
上面的代码有两处错误,去掉错误后,正确输出:
-2000 16000
由于 ClearHair 方法只为 *People (指针类型)定义, 因此 People (值类型)并未实现 IHuman 。
接口与隐式实现
类型通过实现一个接口的 所有方法 来实现该接口。 既然无需专门显式声明,也就没有“implements“关键字。
隐式接口从接口的实现中解耦了定义,这样接口的实现可以出现在任何包中,无需提前准备。
因此,也就无需在每一个实现上增加新的接口名称,这样同时也鼓励了明确的接口定义。
接口值
在内部,接口值可以看做包含值和具体类型的元组:
(value, type)
接口值保存了一个具体底层类型的具体值。
接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法。
package main import ( "fmt" ) type I interface { M() } type People struct { name string age int } func (p *People) M() { p.age += 1 fmt.Printf("age = %v, name = %s\n", p.age, p.name) } type Wife float64 func (w Wife) M() { fmt.Println(w) } func main() { var i I i = &People{ "Victor", 22, } showIDetail(i) i.M() i = Wife(25) showIDetail(i) i.M() } func showIDetail(i I) { fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i) }
输出:
(&{Victor 22}, *main.People) age = 23, name = Victor (25, main.Wife) 25
底层值为 nil 的接口值
即便接口内的具体值为 nil,方法仍然会被 nil 接收者调用。
在一些语言中,这会触发一个空指针异常,但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它(如本例中的 M 方法)。
注意: 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil 。
package main import ( "fmt" ) type I interface { M() } type People struct { name string age int } func (p *People) M() { if p == nil { fmt.Println("<nil>") return } p.age += 1 fmt.Printf("age = %v, name = %s\n", p.age, p.name) } func main() { var i I var p *People i = p // 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil if i != nil { fmt.Println("i 不为 nil") } showIDetail(i) i.M() i = &People{ "Victor", 22, } showIDetail(i) i.M() } func showIDetail(i I) { fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i) }
输出:
i 不为 nil (<nil>, *main.People) <nil> (&{Victor 22}, *main.People) age = 23, name = Victor
nil 接口值
nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。
为 nil 接口调用方法会产生运行时错误,因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个 具体 方法的类型。
package main import "fmt" type I interface { M() } func main() { var i I describe(i) i.M() } func describe(i I) { fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i) }
报错:
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
空接口
指定了零个方法的接口值被称为 空接口:
interface{}
空接口可保存任何类型的值。 (因为每个类型都至少实现了零个方法。)
空接口被用来处理未知类型的值。 例如,
fmt.Print可接受类型为 interface{} 的任意数量的参数。
package main import "fmt" func main() { var i interface{} describe(i) i = 42 describe(i) i = "hello" describe(i) } func describe(i interface{}) { fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i) }
输出:
(<nil>, <nil>) (42, int) (hello, string)
类型断言
类型断言 提供了访问接口值底层具体值的方式。
t := i.(T)
该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T ,并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t 。
若 i 并未保存 T 类型的值,该语句就会触发一个恐慌。
为了 判断 一个接口值是否保存了一个特定的类型, 类型断言可返回两个值:其底层值以及一个报告断言是否成功的布尔值。
t, ok := i.(T)
若 i 保存了一个 T ,那么 t 将会是其底层值,而 ok 为 true 。
否则, ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值,程序并不会产生恐慌。
请注意这种语法和读取一个映射时的相同之处。
package main import "fmt" func main() { var i interface{} = "hello" s := i.(string) fmt.Println(s) s, ok := i.(string) fmt.Println(s, ok) f, ok := i.(float64) fmt.Println(f, ok) f = i.(float64) // panic fmt.Println(f) }
输出:
hello hello true 0 false panic: interface conversion: interface is string, not float64
类型选择
类型选择 是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。
类型选择与一般的 switch 语句相似,不过类型选择中的 case 为类型(而非值), 它们针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。
switch v := i.(type) { case T: // v 的类型为 T case S: // v 的类型为 S default: // 没有匹配,v 与 i 的类型相同 }
类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同,只是具体类型 T 被替换成了关键字 type 。
此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S 。 在 T 或 S 的情况下,变量 v 会分别按 T 或 S 类型保存 i 拥有的值。 在默认(即没有匹配)的情况下,变量 v 与 i 的接口类型和值相同。
package main import ( "fmt" ) func showType(i interface{}) { switch v := i.(type) { case int: fmt.Printf("%v + %v = %v\n", v, v, v+v) // 回顾知识点: fallthrough case string: fmt.Println(i) default: fmt.Printf("This value type is : %T, value is %v\n", i, i) } } func main() { showType(21) showType("Hello You") showType(false) }
输出:
21 + 21 = 42 Hello You This value type is : bool, value is false
Stringer
fmt 包中定义的 Stringer 是最普遍的接口之一。type Stringer interface { String() string }
Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。
fmt包(还有很多包)都通过此接口来打印值。
package main import "fmt" type Person struct { Name string Age int } func (p Person) String() string { return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age) } func main() { a := Person{"Victor Yang", 22} z := Person{"Victor Afra55", 8888} fmt.Println(a, z) }
输出:
Victor Yang (22 years) Victor Afra55 (8888 years)
练习:Stringer
通过让 IPAddr 类型实现 fmt.Stringer 来打印点号分隔的地址。
例如,
IPAddr{1,2,
3,4}` 应当打印为 “1.2.3.4” 。
package main import "fmt" type IPAddr [4]byte // TODO: Add a "String() string" method to IPAddr. func (ip IPAddr) String() string { var resurt string for i, v := range ip { resurt += fmt.Sprintf("%v", v) if i < len(ip)-1 { resurt += "." } } return resurt } func main() { hosts := map[string]IPAddr{ "loopback": {127, 0, 0, 1}, "googleDNS": {8, 8, 8, 8}, } for name, ip := range hosts { fmt.Printf("%v: %v\n", name, ip) } }
输出:
loopback: 127.0.0.1 googleDNS: 8.8.8.8
错误
Go 程序使用 error 值来表示错误状态。与 fmt.Stringer 类似, error 类型是一个内建接口:
type error interface { Error() string }
(与 fmt.Stringer 类似, fmt 包在打印值时也会满足 error 。)
通常函数会返回一个 error 值,调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。
i, err := strconv.Atoi("42") if err != nil { fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err) return } fmt.Println("Converted integer:", i)
error 为 nil 时表示成功;非 nil 的 error 表示失败。
package main import ( "fmt" "time" ) type MyError struct { When time.Time What string } func (e *MyError) Error() string { return fmt.Sprintf("at %v, %s", e.When, e.What) } func run() error { return &MyError{ time.Now(), "it didn't work", } } func main() { if err := run(); err != nil { fmt.Println(err) } }
输出:
at 2016-07-18 17:06:17.6694247 +0800 CST, it didn't work
练习:错误
创建一个新的类型
type ErrorFloat64 float64
并为其实现
func (e ErrorFloat64 ) Error() string
方法使其拥有 error 值,通过 ErrNegativeSqrt(-2).Error() 调用该方法应返回 “cannot Sqrt negative number: -2” 。
注意: 在 Error 方法内调用 fmt.Sprint(ef) 会让程序陷入死循环。可以通过先转换 ef 来避免这个问题:
fmt.Sprint(float64(ef))。这是为什么呢?
编写 Sqrt 函数,使其接受一个负数时,返回 ErrorFloat64 值。
package main import ( "fmt" "math" ) type ErrorFloat64 float64 func (ef ErrorFloat64) Error() string { return fmt.Sprintf("cannot Sqrt negative number: %v", float64(ef)) } func Sqrt(f float64) (float64, error) { if f < 0 { return 0, ErrorFloat64(f) } else { return math.Sqrt(f), nil } } func main() { fmt.Println(Sqrt(2)) fmt.Println(Sqrt(-2)) }
输出:
1.4142135623730951 <nil> 0 cannot Sqrt negative number: -2
Reader
io 包指定了 io.Reader 接口, 它表示从数据流的末尾进行读取。Go 标准库包含了该接口的许多实现, 包括文件、网络连接、压缩和加密等等。
io.Reader 接口有一个 Read 方法:
func (T) Read(b []byte) (n int, err error)
Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。 在遇到数据流的结尾时,它会返回一个 io.EOF 错误。
示例代码创建了一个 strings.Reader 并以每次 8 字节的速度读取它的输出。
package main import ( "fmt" "io" "strings" ) func main() { r := strings.NewReader("Hello, Victor Afra") b := make([]byte, 8) for { n, err := r.Read(b) fmt.Printf("n = %v, err = %v, b = %v\n", n, err, b) fmt.Printf("b[:n] = %v\n", b[:n]) if err == io.EOF { break } } }
输出:
n = 8, err = <nil>, b = [72 101 108 108 111 44 32 86] b[:n] = [72 101 108 108 111 44 32 86] n = 8, err = <nil>, b = [105 99 116 111 114 32 65 102] b[:n] = [105 99 116 111 114 32 65 102] n = 2, err = <nil>, b = [114 97 116 111 114 32 65 102] b[:n] = [114 97] n = 0, err = EOF, b = [114 97 116 111 114 32 65 102] b[:n] = []
图像
image 包定义了 Image 接口:package image
type Image interface {
ColorModel() color.Model
Bounds() Rectangle
At(x, y int) color.Color
}
注意: Bounds 方法的返回值 Rectangle 实际上是一个 image.Rectangle, 它在 image 包中声明。
(请参阅文档了解全部信息。)
color.Color 和 color.Model 类型也是接口,但是通常因为直接使用预定义的实现 image.RGBA 和 image.RGBAModel 而被忽视了。这些接口和类型由image/color包定义。
package main import ( "fmt" "image" ) func main() { img := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100)) fmt.Println(img.Bounds()) fmt.Println(img.ColorModel()) fmt.Println(img.At(0, 32).RGBA()) }
输出:
(0,0)-(100,100) &{0x49a490} 0 0 0 0
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