golang中级进阶(二):结构体

Python014

golang中级进阶(二):结构体,第1张

目录

一、结构体详解

1. 结构体定义

2. 实例化结构体的7种方法

二、结构体方法

1. 结构体的方法定义

2. 结构体内自定义方法的引用

3. 任意类型添加方法

三、嵌套、继承

1. 匿名结构体

2. 结构体中可以定义任意类型的字段

3. 结构体嵌套结构体

4. 结构体嵌套匿名结构体

5. 结构体嵌套多个匿名结构体

6. 结构体继承

四、结构体和JSON相互转换

1. 结构体转化成json

2. json转化成结构体

3. 结构体标签 tag

4. 嵌套结构体和json的序列化反序列化

Golang 中没有“类”的概念,Golang 中的结构体和其他语言中的类有点相似。和其他面向对 象语言中的类相比,Golang 中的结构体具有更高的扩展性和灵活性。

Golang 中的基础数据类型可以表示一些事物的基本属性,但是当我们想表达一个事物的全 部或部分属性时,这时候再用单一的基本数据类型就无法满足需求了,Golang 提供了一种 自定义数据类型,可以封装多个基本数据类型,这种数据类型叫结构体,英文名称 struct。 也就是我们可以通过 struct 来定义自己的类型了。

使用 type 和 struct 关键字来定义结构体,具体代码格式如下:

type 类型名 struct {

字段名 字段类型

字段名 字段类型 …

}

其中:

• 类型名:表示自定义结构体的名称,在同一个包内不能重复。

• 字段名:表示结构体字段名。结构体中的字段名必须唯一。

• 字段类型:表示结构体字段的具体类型。

在 go 语言中,没有类的概念但是可以给类型(结构体,自定义类型)定义方法。所谓方法 就是定义了接收者的函数。接收者的概念就类似于其他语言中的 this 或者 self。

方法的定义格式如下:

func (接收者变量 接收者类型) 方法名(参数列表) (返回参数) {

函数体

}

注意:想改变结构体内的值,必须先变成指针。

在 Go 语言中,接收者的类型可以是任何类型,不仅仅是结构体,任何类型都可以拥有方法。 举个例子,我们基于内置的 int 类型使用 type 关键字可以定义新的自定义类型,然后为我们 的自定义类型添加方法。

注意:匿名结构体中不允许出现多个重复的类型

注意:如果结构体里面有私有属性也就是小写定义的字段,则不会被json使用

Go语言中没有“类”的概念,也不支持“类”的继承等面向对象的概念。Go语言中通过结构体的内嵌再配合接口比面向对象具有更高的扩展性和灵活性。

自定义类型

在Go语言中有一些基本的数据类型,如string、整型、浮点型、布尔等数据类型, Go语言中可以使用type关键字来定义自定义类型。

自定义类型是定义了一个全新的类型。我们可以基于内置的基本类型定义,也可以通过struct定义。例如:

通过Type关键字的定义,MyInt就是一种新的类型,它具有int的特性。

类型别名

类型别名是Go1.9版本添加的新功能。

类型别名规定:TypeAlias只是Type的别名,本质上TypeAlias与Type是同一个类型。就像一个孩子小时候有小名、乳名,上学后用学名,英语老师又会给他起英文名,但这些名字都指的是他本人。

type TypeAlias = Type

我们之前见过的rune和byte就是类型别名,他们的定义如下:

类型定义和类型别名的区别

类型别名与类型定义表面上看只有一个等号的差异,我们通过下面的这段代码来理解它们之间的区别。

结果显示a的类型是main.NewInt,表示main包下定义的NewInt类型。b的类型是int。MyInt类型只会在代码中存在,编译完成时并不会有MyInt类型。

Go语言中的基础数据类型可以表示一些事物的基本属性,但是当我们想表达一个事物的全部或部分属性时,这时候再用单一的基本数据类型明显就无法满足需求了,Go语言提供了一种自定义数据类型,可以封装多个基本数据类型,这种数据类型叫结构体,英文名称struct。 也就是我们可以通过struct来定义自己的类型了。

Go语言中通过struct来实现面向对象。

结构体的定义

使用type和struct关键字来定义结构体,具体代码格式如下:

其中:

举个例子,我们定义一个Person(人)结构体,代码如下:

同样类型的字段也可以写在一行,

这样我们就拥有了一个person的自定义类型,它有name、city、age三个字段,分别表示姓名、城市和年龄。这样我们使用这个person结构体就能够很方便的在程序中表示和存储人信息了。

语言内置的基础数据类型是用来描述一个值的,而结构体是用来描述一组值的。比如一个人有名字、年龄和居住城市等,本质上是一种聚合型的数据类型

结构体实例化

只有当结构体实例化时,才会真正地分配内存。也就是必须实例化后才能使用结构体的字段。

基本实例化

举个例子:

我们通过.来访问结构体的字段(成员变量),例如p1.name和p1.age等。

匿名结构体

在定义一些临时数据结构等场景下还可以使用匿名结构体。

创建指针类型结构体

我们还可以通过使用new关键字对结构体进行实例化,得到的是结构体的地址。 格式如下:

从打印的结果中我们可以看出p2是一个结构体指针。

需要注意的是在Go语言中支持对结构体指针直接使用.来访问结构体的成员。

取结构体的地址实例化

使用&对结构体进行取地址操作相当于对该结构体类型进行了一次new实例化操作。

p3.name = "七米"其实在底层是(*p3).name = "七米",这是Go语言帮我们实现的语法糖。

结构体初始化

没有初始化的结构体,其成员变量都是对应其类型的零值。

使用键值对初始化

使用键值对对结构体进行初始化时,键对应结构体的字段,值对应该字段的初始值。

也可以对结构体指针进行键值对初始化,例如:

当某些字段没有初始值的时候,该字段可以不写。此时,没有指定初始值的字段的值就是该字段类型的零值。

使用值的列表初始化

初始化结构体的时候可以简写,也就是初始化的时候不写键,直接写值:

使用这种格式初始化时,需要注意:

结构体内存布局

结构体占用一块连续的内存。

输出:

【进阶知识点】关于Go语言中的内存对齐推荐阅读:在 Go 中恰到好处的内存对齐

面试题

请问下面代码的执行结果是什么?

构造函数

Go语言的结构体没有构造函数,我们可以自己实现。 例如,下方的代码就实现了一个person的构造函数。 因为struct是值类型,如果结构体比较复杂的话,值拷贝性能开销会比较大,所以该构造函数返回的是结构体指针类型。

调用构造函数

方法和接收者

Go语言中的方法(Method)是一种作用于特定类型变量的函数。这种特定类型变量叫做接收者(Receiver)。接收者的概念就类似于其他语言中的this或者 self。

方法的定义格式如下:

其中,

举个例子:

方法与函数的区别是,函数不属于任何类型,方法属于特定的类型。

指针类型的接收者

指针类型的接收者由一个结构体的指针组成,由于指针的特性,调用方法时修改接收者指针的任意成员变量,在方法结束后,修改都是有效的。这种方式就十分接近于其他语言中面向对象中的this或者self。 例如我们为Person添加一个SetAge方法,来修改实例变量的年龄。

调用该方法:

值类型的接收者

当方法作用于值类型接收者时,Go语言会在代码运行时将接收者的值复制一份。在值类型接收者的方法中可以获取接收者的成员值,但修改操作只是针对副本,无法修改接收者变量本身。

什么时候应该使用指针类型接收者

任意类型添加方法

在Go语言中,接收者的类型可以是任何类型,不仅仅是结构体,任何类型都可以拥有方法。 举个例子,我们基于内置的int类型使用type关键字可以定义新的自定义类型,然后为我们的自定义类型添加方法。

注意事项: 非本地类型不能定义方法,也就是说我们不能给别的包的类型定义方法。

结构体的匿名字段

匿名字段默认采用类型名作为字段名,结构体要求字段名称必须唯一,因此一个结构体中同种类型的匿名字段只能有一个。

嵌套结构体

一个结构体中可以嵌套包含另一个结构体或结构体指针。

嵌套匿名结构体

当访问结构体成员时会先在结构体中查找该字段,找不到再去匿名结构体中查找。

嵌套结构体的字段名冲突

嵌套结构体内部可能存在相同的字段名。这个时候为了避免歧义需要指定具体的内嵌结构体的字段。

结构体的“继承”

Go语言中使用结构体也可以实现其他编程语言中面向对象的继承。

结构体字段的可见性

结构体中字段大写开头表示可公开访问,小写表示私有(仅在定义当前结构体的包中可访问)。

结构体与JSON序列化

JSON(JavaScript Object Notation) 是一种轻量级的数据交换格式。易于人阅读和编写。同时也易于机器解析和生成。JSON键值对是用来保存JS对象的一种方式,键/值对组合中的键名写在前面并用双引号""包裹,使用冒号:分隔,然后紧接着值;多个键值之间使用英文,分隔。

结构体标签(Tag)

Tag是结构体的元信息,可以在运行的时候通过反射的机制读取出来。 Tag在结构体字段的后方定义,由一对反引号包裹起来,具体的格式如下:

`key1:"value1" key2:"value2"`

结构体标签由一个或多个键值对组成。键与值使用冒号分隔,值用双引号括起来。键值对之间使用一个空格分隔。 注意事项: 为结构体编写Tag时,必须严格遵守键值对的规则。结构体标签的解析代码的容错能力很差,一旦格式写错,编译和运行时都不会提示任何错误,通过反射也无法正确取值。例如不要在key和value之间添加空格。

例如我们为Student结构体的每个字段定义json序列化时使用的Tag:

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这种方法有几个缺点。首先,它可以对程序员隐藏错误处理路径,特别是在捕获异常不是强制性的情况下,例如在 Python 中。即使在具有必须处理的 Java 风格的检查异常的语言中,如果在与原始调用不同的级别上处理错误,也并不总是很明显错误是从哪里引发的。

我们都见过长长的代码块包装在一个 try-catch 块中。在这种情况下,catch 块实际上充当 goto 语句,这通常被认为是有害的(奇怪的是,C 中的关键字被认为可以接受的少数用例之一是错误后清理,因为该语言没有 Golang- 样式延迟语句)。

如果你确实从源头捕获异常,你会得到一个不太优雅的 Go 错误模式版本。这可能会解决混淆代码的问题,但会遇到另一个问题:性能。在诸如 Java 之类的语言中,抛出异常可能比函数的常规返回慢数百倍。

Java 中最大的性能成本是由打印异常的堆栈跟踪造成的,这是昂贵的,因为运行的程序必须检查编译它的源代码 。仅仅进入一个 try 块也不是空闲的,因为需要保存 CPU 内存寄存器的先前状态,因为它们可能需要在抛出异常的情况下恢复。

如果您将异常视为通常不会发生的异常情况,那么异常的缺点并不重要。这可能是传统的单体应用程序的情况,其中大部分代码库不必进行网络调用——一个操作格式良好的数据的函数不太可能遇到错误(除了错误的情况)。一旦您在代码中添加 I/O,无错误代码的梦想就会破灭:您可以忽略错误,但不能假装它们不存在!

try {

doSometing()

} catch (IOException e) {

// ignore it

}

与大多数其他编程语言不同,Golang 接受错误是不可避免的。 如果在单体架构时代还不是这样,那么在今天的模块化后端服务中,服务通常和外部 API 调用、数据库读取和写入以及与其他服务通信

以上所有方法都可能失败,解析或验证从它们接收到的数据(通常在无模式 JSON 中)也可能失败。Golang 使可以从这些调用返回的错误显式化,与普通返回值的等级相同。从函数调用返回多个值的能力支持这一点,这在大多数语言中通常是不可能的。Golang 的错误处理系统不仅仅是一种语言怪癖,它是一种将错误视为替代返回值的完全不同的方式!

重复 if err != nil

对 Go 错误处理的一个常见批评是被迫重复以下代码块:

res, err := doSomething()

if err != nil {

// Handle error

}

对于新用户来说,这可能会觉得没用而且浪费行数:在其他语言中需要 3 行的函数很可能会增长到 12 行

这么多行代码!这么低效!如果您认为上述内容不优雅或浪费代码,您可能忽略了我们检查代码中的错误的全部原因:我们需要能够以不同的方式处理它们!对 API 或数据库的调用可能会被重试。

有时事件的顺序很重要:调用外部 API 之前发生的错误可能不是什么大问题(因为数据从未通过发送),而 API 调用和写入本地数据库之间的错误可能需要立即注意,因为 这可能意味着系统最终处于不一致的状态。即使我们只想将错误传播给调用者,我们也可能希望用失败的解释来包装它们,或者为每个错误返回一个自定义错误类型。

并非所有错误都是相同的,并且向调用者返回适当的错误是 API 设计的重要部分,无论是对于内部包还是 REST API

不必担心在你的代码中重复 if err != nil ——这就是 Go 中的代码应该看起来的样子。

自定义错误类型和错误包装

从导出的方法返回错误时,请考虑指定自定义错误类型,而不是单独使用错误字符串。字符串在意外代码中是可以的,但在导出的函数中,它们成为函数公共 API 的一部分。更改错误字符串将是一项重大更改——如果没有明确的错误类型,需要检查返回错误类型的单元测试将不得不依赖原始字符串值!事实上,基于字符串的错误也使得在私有方法中测试不同的错误案例变得困难,因此您也应该考虑在包中使用它们。回到错误与异常的争论,返回错误也使代码比抛出异常更容易测试,因为错误只是要检查的返回值。不需要测试框架或在测试中捕获异常

可以在 database/sql 包中找到简单自定义错误类型的一个很好的示例。它定义了一个导出常量列表,表示包可以返回的错误类型,最著名的是 sql.ErrNoRows。虽然从 API 设计的角度来看,这种特定的错误类型有点问题(您可能会争辩说 API 应该返回一个空结构而不是错误),但任何需要检查空行的应用程序都可以导入该常量并在代码中使用它不必担心错误消息本身会改变和破坏代码。

对于更复杂的错误处理,您可以通过实现返回错误字符串的 Error() 方法来定义自定义错误类型。自定义错误可以包括元数据,例如错误代码或原始请求参数。如果您想表示错误类别,它们很有用。DigitalOcean 的本教程展示了如何使用自定义错误类型来表示可以重试的一类临时错误。

通常,错误会通过将低级错误与更高级别的解释包装起来,从而在程序的调用堆栈中传播。例如,数据库错误可能会以下列格式记录在 API 调用处理程序中:调用 CreateUser 端点时出错:查询数据库时出错:pq:检测到死锁。这很有用,因为它可以帮助我们跟踪错误在系统中传播的过程,向我们展示根本原因(数据库事务引擎中的死锁)以及它对更广泛系统的影响(调用者无法创建新用户)。

自 Go 1.13 以来,此模式具有特殊的语言支持,并带有错误包装。通过在创建字符串错误时使用 %w 动词,可以使用 Unwrap() 方法访问底层错误。除了比较错误相等性的函数 errors.Is() 和 errors.As() 外,程序还可以获取包装错误的原始类型或标识。这在某些情况下可能很有用,尽管我认为在确定如何处理所述错误时最好使用顶级错误的类型。

Panics

不要 panic()!长时间运行的应用程序应该优雅地处理错误而不是panic。即使在无法恢复的情况下(例如在启动时验证配置),最好记录一个错误并优雅地退出。panic比错误消息更难诊断,并且可能会跳过被推迟的重要关闭代码。

Logging

我还想简要介绍一下日志记录,因为它是处理错误的关键部分。通常你能做的最好的事情就是记录收到的错误并继续下一个请求。

除非您正在构建简单的命令行工具或个人项目,否则您的应用程序应该使用结构化的日志库,该库可以为日志添加时间戳,并提供对日志级别的控制。最后一部分特别重要,因为它将允许您突出显示应用程序记录的所有错误和警告。通过帮助将它们与信息级日志分开,这将为您节省无数时间。

微服务架构还应该在日志行中包含服务的名称以及机器实例的名称。默认情况下记录这些时,程序代码不必担心包含它们。您也可以在日志的结构化部分中记录其他字段,例如收到的错误(如果您不想将其嵌入日志消息本身)或有问题的请求或响应。只需确保您的日志没有泄露任何敏感数据,例如密码、API 密钥或用户的个人数据!

对于日志库,我过去使用过 logrus 和 zerolog,但您也可以选择其他结构化日志库。如果您想了解更多信息,互联网上有许多关于如何使用这些的指南。如果您将应用程序部署到云中,您可能需要日志库上的适配器来根据您的云平台的日志 API 格式化日志 - 没有它,云平台可能无法检测到日志级别等某些功能。

如果您在应用程序中使用调试级别日志(默认情况下通常不记录),请确保您的应用程序可以轻松更改日志级别,而无需更改代码。更改日志级别还可以暂时使信息级别甚至警告级别的日志静音,以防它们突然变得过于嘈杂并开始淹没错误。您可以使用在启动时检查以设置日志级别的环境变量来实现这一点。

原文:https://levelup.gitconnected.com/better-error-handling-in-golang-theory-and-practical-tips-758b90d3f6b4