Go语言学习教程之结构体的示例详解

Golang
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2023-03-08
Go语言学习教程之goroutine和通道的示例详解
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golang 基于 mysql 简单实现分布式读写锁
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  • 前言
  • 可导出的标识符
  • 嵌入字段
  • 提升
  • 标签
  • 结构体与JSON相互转换
  • 结构体转JSON
  • JSON转结构体
  • 练习代码步骤

前言

结构体是一个序列，包含一些被命名的元素，这些被命名的元素称为字段（field），每个字段有一个名字和一个类型。

结构体用得比较多的地方是声明与数据库交互时需要用到的Model类型，以及与JSON数据进行相互转换。（当然，项目中任何需要多种数据结构组合在一起使用的地方，都可以选择用结构体）

代码段1：声明一个待办事项的Model类型：

type Todo struct {
    ID        uint `gorm:"primarykey"`
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
    DeletedAt gorm.DeletedAt `gorm:"index"`
    Title     string
    Detail    string `gorm:"column:todo_detail;comment:待办详情"`
    Done      bool   `gorm:"default:false"`
}

结构体类型Todo包含unit类型的字段ID，time.Time类型的字段CreatedAt，string类型的字段Title...，当执行db.AutoMigrate(&Todo{})自动迁移model到数据库中时，对应的创建表的SQL为：

CREATE TABLE `todos` (
  `id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `created_at` datetime(3) DEFAULT NULL,
  `updated_at` datetime(3) DEFAULT NULL,
  `deleted_at` datetime(3) DEFAULT NULL,
  `title` longtext,
  `todo_detail` longtext COMMENT '待办详情',
  `done` tinyint(1) DEFAULT '0',
  PRIMARY KEY (`id`),
  KEY `idx_todos_deleted_at` (`deleted_at`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_0900_ai_ci

（关于gorm的约定，本文不会描述，重点是放在结构体本身）

代码段2：整理所需的数据并转换为JSON格式：

    type Novel struct {
        ID       uint
        Title    string
        Chapters []string
    }

    novel := Novel{
        ID:    1,
        Title: "我与掘金的二三事",
        Chapters: []string{
            "注册了账号",
            "写了一篇文",
            "又写了一篇文",
            "升级了，开森",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

执行以上代码打印的内容如下：

{"ID":1,"Title":"我与掘金的二三事","Chapters":["注册了账号","写了一篇文","又写了一篇文","升级了，开森"]}% 

可导出的标识符

允许从另一个包中访问的标识符是可导出的。只有同时满足以下两个条件的标识符为可导出的：

  • 标识符的名称的第一个字符是一个Unicode大写字母。
  • 标识符在包块中声明或者它是一个字段名或方法名。

所有其他的标识符都是不可导出的。

以上是可导出标识符的定义，所以对于结构体来说，结构体中的一个字段可导出，字段的名称需要首字母大写。

只在当前项目中使用的字段可以使用小写字母开头，但是对于需要导出到别的包中进行使用的结构体字段，必须首字母大写，否则其他包无法访问该字段。

代码段3:

type Novel struct {
        ID       uint
        Title    string
        Chapters []string
        inited   bool
    }

    novel := Novel{
        inited: true,
        ID:     2,
        Title:  "小步慢跑",
        Chapters: []string{
            "ᕕ( ᐛ )ᕗ",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

打印的内容如下：

{"ID":2,"Title":"小步慢跑","Chapters":["ᕕ( ᐛ )ᕗ"]}%  

可以看到字段inited只是在代码中赋值为true了，打印出的内容中并没有inited字段。在json.Marshal转换时，不会对字段inited进行处理，因为外部的包不能访问不可导出字段。

嵌入字段

一个声明了类型但是没有显式字段名称的字段称为嵌入字段。一个嵌入字段必须声明一个类型名称T，或者一个指向非接口类型的指针*T，并且T本身不是一个指针类型。

代码段4：只有标识符列表：

    type Novel struct {
        ID          uint
        Deleted     bool
        CreatedTime time.Time

        Title    string
        Chapters []string
    }

    novel := Novel{
        ID:          2,
        Deleted:     false,
        CreatedTime: time.Now(),
        Title:       "小步慢跑",
        Chapters: []string{
            "ᕕ( ᐛ )ᕗ",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

代码段5: 使用了嵌入字段：

    type Common struct {
        ID          uint
        Deleted     bool
        CreatedTime time.Time
    }

    type Novel struct {
        Common
        Title    string
        Chapters []string
    }

    common := Common{
        ID:          2,
        Deleted:     false,
        CreatedTime: time.Now(),
    }
    novel := Novel{
        Common: common,
        Title:  "小步慢跑",
        Chapters: []string{
            "ᕕ( ᐛ )ᕗ",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

以上两段代码打印出的内容是一样的。包含嵌入字段的类型声明中，Common就是嵌入字段，类型的名称就是嵌入字段的名称。

    type Novel struct {
        Common
        Title    string
        Chapters []string
    }

提升

结构体x中的嵌入字段的一个字段或者方法被称为提升（promoted）。（首先x.f需要为一个表示字段或者方法f的合法的选择器）

1.提升字段和结构体的原始字段行为很像，除了它们不能在结构体的复合字面量中作为字段名使用。

如代码段4中所示，原始字段直接使用结构体字面量进行赋值，但是在使用了嵌入字段的代码段5中，不能直接使用Novel{ID: 2, ...}，因为ID是嵌入字段的字段，不能在结构体字面量中使用，否则会报编译错误：

unknown field ID in struct literal

但是代码段4和代码段5都可以使用以下方式对字段赋值：

novel.ID = 2

2.给到一个结构体类型S以及一个定义类型T，提升方法被包括在结构体的方法集合中：

  • 如果S包含一个嵌入字段T，S和*S的方法集都包含接收器T的提升方法。*S的方法集还包括接收器*T的提升方法。
  • 如果S包含一个嵌入字段*T，S和*S的方法集都包含接收器T或者*T的提升方法。

代码段6:

func promotedA() {
    type Todo struct {
        T1
        *T2
        Title string
    }
    todo := Todo{
        Title: "写一篇小文文",
    }
    todo1 := &Todo{
        Title: "跑步10分钟",
    }
    PrintMethodSet(todo)
    PrintMethodSet(todo1)
}

type T1 struct{}

func (T1) M1() {
    fmt.Println("m1")
}
func (*T1) M2() {
    fmt.Println("m2")
}

type T2 struct{}

func (T2) M3() {
    fmt.Println("m3")
}
func (*T2) M4() {
    fmt.Println("m4")
}

// 打印类型的方法集
func PrintMethodSet(x interface{}) {
    v := reflect.ValueOf(x)
    t := v.Type()
    fmt.Printf("类型%s的方法集:\n", t)

    for i := 0; i < v.NumMethod(); i++ { // NumMethod()返回值的方法集中，可导出方法的数量
        fmt.Println(
            t.Method(i).Name, // 获取第i个方法的名称
        )
    }
}

打印的内容为：

类型main.Todo的方法集:
M1
M3
M4
类型*main.Todo的方法集:
M1
M2
M3
M4

通过反射可以拿到类型的方法集。关于反射的说明，可以查看我之前写的Go语言中的反射。

标签

一个字段声明可能会跟着一个可选的字符串字面量标签（tag），会成为对应的字段声明中的所有字段的一个属性。一个空的标签被认为就是没有标签。标签通过反射接口可见，并参与结构类型标识，但在其他方面被忽略。

按照惯例，标签字符串是可选的空格分隔符分隔的并列的key:"value"对。每个键都是一个非空的字符串，由除了空格(U+0020 ' ')，引号(U+0022 '"')和冒号(U+003A ':')外的非控制字符组成。每个值使用引号引起来并使用字符串字面量语法。

代码段7:

    type Todo struct {
        Title  string `gorm:""`
        Detail string `gorm:"column:todo_detail;comment:待办详情" json:"detail"`
        Done   bool   `gorm:"default:false" json:"done"`
    }
    todo := Todo{}
    t := reflect.TypeOf(todo)
    for i := 0; i < t.NumField(); i++ { // NumField返回结构体的字段的数量
        field := t.Field(i)
        fmt.Println(
            fmt.Sprintf("字段 %s 对应的标签值:  ", field.Name),
            field.Tag.Get("gorm"),
            field.Tag.Get("json")) // 获取标签中的键"gorm"和"json"对应的值
    }

打印的内容如下：

字段 Title 对应的标签值:  
字段 Detail 对应的标签值: column:todo_detail;comment:待办详情 detail
字段 Done 对应的标签值: default:false done

结构体与JSON相互转换

结构体转JSON

在代码段2中就将结构体转换为了JSON，使用了encoding/json包的json.Marshal方法。

    type Novel struct {
        ID       uint
        Title    string
        Chapters []string
    }

    novel := Novel{
        ID:    1,
        Title: "我与掘金的二三事",
        Chapters: []string{
            "注册了账号",
            "写了一篇文",
            "又写了一篇文",
            "升级了，开森",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

json.Marshal可以用于将Go对象转换为JSON编码的数据，不只是结构体，还包括布尔值、数组等，这里只说结构体相关的部分。

每一个结构体字段的编码方式可以由存储在结构体标签中的"json"键下的格式化字符串决定。格式化字符串给出字段的名字，可能还会跟着一个由逗号分隔的选项。名称可以为空，以方便在不覆盖默认字段名称的情况下指定选项。

"omitempty"选项指明字段是一个空值的时候，需要在编码时被省略。空值为false、0、空指针、以及任何空的数组、切片、映射或字符串。

如果字段的标签是"-"，字段永远会被省略。注意一个名字为"-"的字段可以使用标签"-,"进行生成。

在代码段2的基础上修改结构体的类型声明，观察得到的结果：

代码段8:

    type Novel struct{
        ID       uint `json:"novel_id"`
        Title    string
        Chapters []string
    }

打印的内容：

{"novel_id":1,"Title":"我与掘金的二三事","Chapters":["注册了账号","写了一篇文","又写了一篇文","升级了，开森"]}% 

使用"json"的值novel_id作为ID字段转换为JSON后的字段名。

代码段9:

    type Novel struct {
        ID       uint `json:"novel_id"`
        Title    string
        Chapters []string `json:"novel_chapters,omitempty"`
    }

    novel := Novel{
        ID:       1,
        Title:    "我与掘金的二三事",
        Chapters: []string{},
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

打印的内容：

{"novel_id":1,"Title":"我与掘金的二三事"}% 

因为[]string{} 是一个空数组，是一个空值，因为使用了omitempty，所以该字段在转换时被忽略了。

代码段10:

    type Novel struct {
        ID       uint     `json:",omitempty"`
        Title    string   `json:"-"`
        Chapters []string `json:"-,"`
    }

    novel := Novel{
        ID:       1,
        Title:    "我与掘金的二三事",
        Chapters: []string{},
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }

    os.Stdout.Write(a)

打印的内容：

{"ID":1,"-":[]}% 

字段ID省略了指定名字的部分，所以转化的JSON字段与结构体的字段名一样；字段Title由于使用了-标签值，会在转换的时候永远被忽略；字段Chapters转换的JSON数据使用的字段名为-。

JSON转结构体

func Unmarshal(data []byte, v any) error

Unmarshal解析JSON编码的数据并将其存储到v指向的值中。

还是在代码段2的基础上进行修改，把转换为JSON的数据又转换回来：

代码段11：

    type Novel struct {
        ID       uint
        Title    string
        Chapters []string
    }

    novel := Novel{
        ID:    1,
        Title: "我与掘金的二三事",
        Chapters: []string{
            "注册了账号",
        },
    }

    a, err := json.Marshal(novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
    os.Stdout.Write(a)
    fmt.Println("")

    err = json.Unmarshal(a, &novel)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
    fmt.Println(novel)

    novel1JSON := []byte(`{"ID":2,"Title":"小步慢跑","Chapters":["ᕕ( ᐛ )ᕗ"]}`)
    var novel1 Novel
    err = json.Unmarshal(novel1JSON, &novel1)
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
    fmt.Println(novel1)

打印的内容为：

{"ID":1,"Title":"我与掘金的二三事","Chapters":["注册了账号"]}
{1 我与掘金的二三事 [注册了账号]}
{2 小步慢跑 [ᕕ( ᐛ )ᕗ]}

练习代码步骤

1.创建一个文件夹并cd到文件夹目录下：

$ mkdir practice
$ cd practice

2.使用go mod init 初始化模块，模块名称为practice，这会创建一个go.mod文件，这个文件可以用于对代码进行依赖追踪。

$ go mod init practice

此时go.mod文件的内容为：

module practice

go 1.18

3.创建一个属于main包的文件main.go，当运行main包的时候，会默认执行其中的main函数。

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("小步慢跑(ง ˙o˙)ว")
}

在main包所在的文件目录下执行go run .，表示编译和运行当前目录下的main包：

$ go run .

4.导入gorm库中的包：gorm核心程序，gorm mysql数据库驱动程序：

package main

import (
    "fmt"

    "gorm.io/driver/mysql"
    "gorm.io/gorm"
)

//...（此处为省略的使用gorm的代码）

导入新的包时，执行go mod tidy下载新增的包并更新go.mod文件，此时go.mod文件内容为：

module todo

go 1.18

require (
    gorm.io/driver/mysql v1.3.5
    gorm.io/gorm v1.23.8
)

require (
    github.com/go-sql-driver/mysql v1.6.0 // indirect
    github.com/jinzhu/inflection v1.0.0 // indirect
    github.com/jinzhu/now v1.1.5 // indirect
)

执行go mod vendor在main模块的根目录下创建一个名为vendor的目录，其中包含主模块所需的包的副本。

5.完整的代码地址：https://github.com/renmo/myBlog/tree/master/2022-07-31-struct

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