类的定义、初始化和成员方法

上篇教程我们简单给大家介绍了 Go 语言的类型系统,关于基础类型、复合类型以及值语义和引用语义我们前 面在数据类型系列里面已经基本都介绍过了,接下来,我们就与 Go 语言面向对象编程相关的特性展开介绍。

类的定义和初始化

Go 语言的面向对象编程与我们之前所熟悉的 PHP、Java 那一套完全不同,没有 classextendsimplements 之类的关键字和相应的概念,而是借助结构体来实现类的声明,比如要定义一个学生类,可以这么做:

type Student struct {
    id uint
    name string
    male bool
    score float64
}

类名为 Student,并且包含了 idnamemalescore 四个属性,Go 语言中也不支持构造函数、析构函数,取而代之地,可以通过定义形如 NewXXX 这样的全局函数(首字母大写)作为类的初始化函数:

func NewStudent(id uint, name string, male bool, score float64) *Student {
    return &Student{id, name, male, score}
}

在这个函数中,我们通过传入的属性字段对 Student 类进行初始化并返回一个指向该类的指针,除此之外,还可以初始化指定字段:

func NewStudent(id uint, name string, score float64) *Student {
    return &Student{id: id, name:name, score:score}
}

在 Go 语言中,未进行显式初始化的变量都会被初始化为该类型的零值,例如 bool 类型的零值为 falseint 类型的零值为 0,string 类型的零值为空字符串,float 类型的零值为 0.0。

然后我们可以在 main() 函数中调用这个 NewStudent 函数对 Student 类进行初始化:

student := NewStudent(1, "学院君", 100)
fmt.Println(student)

上述代码的打印结果如下:

&{1 学院君 false 100}

为类添加成员方法

由于 Go 语言不支持 class 这样的代码块,要为 Go 类添加成员方法,需要在 func 和方法名之间添加方法所属的类型声明(有的地方将其称之为接收者声明),以 Student 类为例,要为其添加返回 name 值的方法,可以这么做:

func (s Student) GetName() string  {
    return s.name
}

然后我们就可以在初始化 Student 后,通过 GetName() 方法获取 name 值:

student := NewStudent(1, "学院君", 100)
fmt.Println("Name:", student.GetName())

可以看到,我们通过在函数中增加接收者声明的方式定义了函数所归属的类型,这个时候,函数就不再是普通的函数,而是类的成员方法了,然后可以在成员方法中,通过声明的类型变量来访问类的属性和其他方法(Go 语言不支持隐藏的 this 指针,所有的东西都是显式声明)。

上述方法是一个只读方法,如果我们要在外部通过 Student 类暴露的方法设置 name 值,可以这么做:

func (s *Student) SetName(name string) {
    s.name = name
}

你可能已经注意到,这里的方法声明和前面 GetXXX 方法声明不太一样,Student 类型设置成了指针类型:

s *Student

这是因为 Go 语言面向对象编程不像 PHP、Java 那样支持隐式的 this 指针,所有的东西都是显式声明的,在 GetXXX 方法中,由于不需要对类的成员变量进行修改,所以不需要传入指针,而 SetXXX 方法需要在函数内部修改成员变量的值,并且作用到该函数作用域以外,所以需要传入指针类型(结构体是值类型,不是引用类型,所以需要显式传入指针)。

注:我们可以把接收者类型为指针的成员方法叫做指针方法,把接收者类型为非指针的成员方法叫做值方法。

接下来,我们可以在 main 函数中初始化 Student 类之后,通过 SetName 方法修改 name 值,然后再通过 GetName 将其打印出来:

student := NewStudent(1, "学院君", 100)
student.SetName("学院君小号")
fmt.Println("Name:", student.GetName())

打印结果是:

Name: 学院君小号

PHP、Java 支持默认调用类的 toString 方法以字符串格式打印类的实例,Go 语言也有类似的机制,只不过这个方法名是 String,以上面这个 Student 类型为例,我们为其编写 String 方法如下:

func (s Student) String() string {
    return fmt.Sprintf("{id: %d, name: %s, male: %t, score: %f}",
        s.id, s.name, s.male, s.score)
}

然后我们可以在 main 方法中这样调用来打印类实例:

student := NewStudent(1, "学院君", 100)
fmt.Println(student)

无需显式调用 String 方法,Go 语言会自动调用该方法来打印,结果如下:

{id: 1, name: 学院君, male: false, score: 100.000000}

一个数据类型关联的所有方法,共同组成了该类型的方法集合。同一个方法集合中的方法不能出现重名,并且,如果它们所属的是一个结构体类型,那么它们的名称与该类型中任何字段的名称也不能重复。

除了基于结构体定义的自定义类之外,Go 语言还支持为任何类型添加成员方法,包括基本类型,下一篇我们将演示如何给前面数据类型系列中介绍的基本类型和复合类型添加成员方法,实现类似 Java 的「装箱」(boxing)功能。

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