Go学习笔记4

十三、对象

9.挎包创建结构体实例

【1】创建不同的包：

【2】student.go:
【3】main.go:
发现：如果结构体首字母大写的话，在其它包下可以访问
但是：如果结构体的首字母小写？

解决：结构体首字母小写，跨包访问没问题：---》工厂模式
10.封装

【1】什么是封装：
封装(encapsulation)就是把抽象出的字段和对字段的操作封装在一起，数据被保护在内部,程序的其它包只有通过被授权的操作方法，才能对字段进行操作。
【2】封装的好处：

• 隐藏实现细节
  
• 提可以对数据进行验证，保证安全合理
  

【3】Golang中如何实现封装：

• 建议将结构体、字段(属性)的首字母小写(其它包不能使用，类似private，实际开发不小写也可能，因为封装没有那么严格)
  
• 给结构体所在包提供一个工厂模式的函数，首字母大写（类似一个构造函数）
  
• 提供一个首字母大写的Set方法(类似其它语言的public)，用于对属性判断并赋值
  func (var 结构体类型名)SetXxx(参数列表){
  //加入数据验证的业务逻辑
  var.Age =参数
  }
  
• 提供一个首字母大写的Get方法(类似其它语言的public)，用于获取属性的值
  func (var结构体类型名) GetXxx() (返回值列表){
  return var.字段;
  }
  【4】代码实现：
  

11.继承

【1】继承的引入：
当多个结构体存在相同的属性(字段)和方法时,可以从这些结构体中抽象出结构体,在该结构体中定义这些相同的属性和方法，其它的结构体不需要重新定义这些属性和方法，只需嵌套一个匿名结构体即可。也就是说:在Golang中，如果一个struct嵌套了另一个匿名结构体，那么这个结构体可以直接访问匿名结构体的字段和方法，从而实现了继承特性。
【2】代码引入：

1. package main
2. import (
3.         "fmt"
4. )
5. //定义动物结构体：
6. type Animal struct{
7.         Age int
8.         Weight float32
9. }
10. //给Animal绑定方法：喊叫：
11. func (an *Animal) Shout(){
12.         fmt.Println("我可以大声喊叫")
13. }
14. ////给Animal绑定方法：自我展示：
15. func (an *Animal) ShowInfo(){
16.         fmt.Printf("动物的年龄是：%v,动物的体重是：%v",an.Age,an.Weight)
17. }
18. //定义结构体：Cat
19. type Cat struct{
20.         //为了复用性，体现继承思维，嵌入匿名结构体：——》将Animal中的字段和方法都达到复用
21.         Animal
22. }
23. //对Cat绑定特有的方法：
24. func (c *Cat) scratch(){
25.         fmt.Println("我是小猫，我可以挠人")
26. }
27. func main(){
28.         //创建Cat结构体示例：
29.         cat := &Cat{}
30.         cat.Animal.Age = 3
31.         cat.Animal.Weight = 10.6
32.         cat.Animal.Shout()
33.         cat.Animal.ShowInfo()
34.         cat.scratch()
35. }

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【3】继承的优点：
提高代码的复用性、扩展性
12.继承的注意事项

【1】结构体可以使用嵌套匿名结构体所有的字段和方法，即:首字母大写或者小写的字段、方法，都可以使用。

1. package main
2. import (
3.         "fmt"
4. )
5. //定义动物结构体：
6. type Animal struct{
7.         Age int
8.         weight float32
9. }
10. //给Animal绑定方法：喊叫：
11. func (an *Animal) Shout(){
12.         fmt.Println("我可以大声喊叫")
13. }
14. ////给Animal绑定方法：自我展示：
15. func (an *Animal) showInfo(){
16.         fmt.Printf("动物的年龄是：%v,动物的体重是：%v",an.Age,an.weight)
17. }
18. //定义结构体：Cat
19. type Cat struct{
20.         //为了复用性，体现继承思维，嵌入匿名结构体：——》将Animal中的字段和方法都达到复用
21.         Animal
22. }
23. //对Cat绑定特有的方法：
24. func (c *Cat) scratch(){
25.         fmt.Println("我是小猫，我可以挠人")
26. }
27. func main(){
28.         //创建Cat结构体示例：
29.         cat := &Cat{}
30.         cat.Animal.Age = 3
31.         cat.Animal.weight = 10.6
32.         cat.Animal.Shout()
33.         cat.Animal.showInfo()
34.         cat.scratch()
35. }

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【2】匿名结构体字段访问可以简化。
等价于：
cat.Age --->cat对应的结构体中找是否有Age字段，如果有直接使用，如果没有就去找嵌入的结构体类型中的Age
【3】当结构体和匿名结构体有相同的字段或者方法时，编译器采用就近访问原则访问，如希望访问匿名结构体的字段和方法，可以通过匿名结构体名来区分。

1. package main
2. import (
3.         "fmt"
4. )
5. //定义动物结构体：
6. type Animal struct{
7.         Age int
8.         weight float32
9. }
10. //给Animal绑定方法：喊叫：
11. func (an *Animal) Shout(){
12.         fmt.Println("我可以大声喊叫")
13. }
14. ////给Animal绑定方法：自我展示：
15. func (an *Animal) showInfo(){
16.         fmt.Printf("动物的年龄是：%v,动物的体重是：%v",an.Age,an.weight)
17. }
18. //定义结构体：Cat
19. type Cat struct{
20.         //为了复用性，体现继承思维，嵌入匿名结构体：——》将Animal中的字段和方法都达到复用
21.         Animal
22.         Age int
23. }
24. func (c *Cat) showInfo(){
25.         fmt.Printf("~~~~~~~~动物的年龄是：%v,动物的体重是：%v",c.Age,c.weight)
26. }
27. //对Cat绑定特有的方法：
28. func (c *Cat) scratch(){
29.         fmt.Println("我是小猫，我可以挠人")
30. }
31. func main(){
32.         //创建Cat结构体示例：
33.         // cat := &Cat{}
34.         // cat.Age = 3
35.         // cat.weight = 10.6
36.         // cat.Shout()
37.         // cat.showInfo()
38.         // cat.scratch()
39.         cat := &Cat{}
40.         cat.weight = 9.4
41.         cat.Age = 10 //就近原则
42.         cat.Animal.Age = 20
43.         cat.showInfo()//就近原则
44.         cat.Animal.showInfo()
45. }

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【4】Golang中支持多继承：如一个结构体嵌套了多个匿名结构体，那么该结构体可以直接访问嵌套的匿名结构体的字段和方法，从而实现了多重继承。为了保证代码的简洁性，建议大家尽量不使用多重继承，很多语言就将多重继承去除了，但是Go中保留了。

1. package main
2. import (
3.         "fmt"
4. )
5. type A struct{
6.         a int
7.         b string
8. }
9. type B struct{
10.         c int
11.         d string
12. }
13. type C struct{
14.         A
15.         B
16. }
17. func main(){
18.         //构建C结构体实例：
19.         c := C{A{10,"aaa"},B{20,"ccc"}}
20.         fmt.Println(c)
21. }

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【5】如嵌入的匿名结构体有相同的字段名或者方法名，则在访问时，需要通过匿名结构体类型名来区分。

1. package main
2. import (
3.         "fmt"
4. )
5. type A struct{
6.         a int
7.         b string
8. }
9. type B struct{
10.         c int
11.         d string
12.         a int
13. }
14. type C struct{
15.         A
16.         B
17. }
18. func main(){
19.         //构建C结构体实例：
20.         c := C{A{10,"aaa"},B{20,"ccc",50}}
21.         fmt.Println(c.b)
22.         fmt.Println(c.d)
23.         fmt.Println(c.A.a)
24.         fmt.Println(c.B.a)
25. }

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【6】结构体的匿名字段可以是基本数据类型。
【7】嵌套匿名结构体后，也可以在创建结构体变量(实例)时，直接指定各个匿名结构体字段的值。
【8】嵌入匿名结构体的指针也是可以的。
【9】结构体的字段可以是结构体类型的。（组合模式）
13.接口

【1】代码入门：

1. package main
2. import "fmt"
3. //接口的定义：定义规则、定义规范，定义某种能力：
4. type SayHello interface{
5.         //声明没有实现的方法：
6.         sayHello()
7. }
8. //接口的实现：定义一个结构体：
9. //中国人：
10. type Chinese struct{
11. }
12. //实现接口的方法---》具体的实现：
13. func (person Chinese) sayHello(){
14.         fmt.Println("你好")
15. }
16. //接口的实现：定义一个结构体：
17. //美国人：
18. type American struct{
19. }
20. //实现接口的方法---》具体的实现：
21. func (person American) sayHello(){
22.         fmt.Println("hi")
23. }
24. //定义一个函数：专门用来各国人打招呼的函数，接收具备SayHello接口的能力的变量：
25. func greet(s SayHello){
26.         s.sayHello()
27. }
28. func main(){
29.         //创建一个中国人：
30.         c := Chinese{}
31.         //创建一个美国人：
32.         a := American{}
33.         //美国人打招呼：
34.         greet(a)
35.         //中国人打招呼：
36.         greet(c)
37. }

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【2】总结：
（1）接口中可以定义一组方法，但不需要实现，不需要方法体。并且接口中不能包含任何变量。到某个自定义类型要使用的时候（实现接口的时候）,再根据具体情况把这些方法具体实现出来。
（2）实现接口要实现所有的方法才是实现。
（3）Golang中的接口不需要显式的实现接口。Golang中没有implement关键字。
（Golang中实现接口是基于方法的，不是基于接口的）
例如：
A接口 a,b方法
B接口 a,b方法
C结构体 实现了  a,b方法 ，那么C实现了A接口，也可以说实现了B接口   （只要实现全部方法即可，和实际接口耦合性很低，比Java松散得多）
（4）接口目的是为了定义规范，具体由别人来实现即可。
14.接口注意事项

【1】接口本身不能创建实例，但是可以指向一个实现了该接口的自定义类型的变量。
【2】只要是自定义数据类型，就可以实现接口，不仅仅是结构体类型。
【3】一个自定义类型可以实现多个接口

1. package main
2. import "fmt"
3. type AInterface interface{
4.         a()
5. }
6. type BInterface interface{
7.         b()
8. }
9. type Stu struct{
10. }
11. func (s Stu) a(){
12.         fmt.Println("aaaa")
13. }
14. func (s Stu) b(){
15.         fmt.Println("bbbb")
16. }
17. func main(){
18.         var s Stu
19.         var a AInterface = s
20.     var b BInterface = s
21.         a.a()
22.         b.b()
23. }

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【4】一个接口(比如A接口)可以继承多个别的接口(比如B,C接口)，这时如果要实现A接口,也必须将B,C接口的方法也全部实现。

1. package main
2. import "fmt"
3. type CInterface interface{
4.         c()
5. }
6. type BInterface interface{
7.         b()
8. }
9. type AInterface interface{
10.         BInterface
11.         CInterface
12.         a()
13. }
14. type Stu struct{
15. }
16. func (s Stu) a(){
17.         fmt.Println("a")
18. }
19. func (s Stu) b(){
20.         fmt.Println("b")
21. }
22. func (s Stu) c(){
23.         fmt.Println("c")
24. }
25. func main(){
26.         var s Stu
27.         var a AInterface = s
28.         a.a()
29.         a.b()
30.         a.c()
31. }

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【5】interface类型默认是一个指针(引用类型)，如果没有对interface初始化就使用,那么会输出nil
【6】空接口没有任何方法,所以可以理解为所有类型都实现了空接口，也可以理解为我们可以把任何一个变量赋给空接口。
15.多态

【1】基本介绍
变量(实例)具有多种形态。面向对象的第三大特征，在Go语言，多态特征是通过接口实现的。可以按照统一的接口来调用不同的实现。这时接口变量就呈现不同的形态。
【2】案例：

【3】接口体现多态特征

• 多态参数： s叫多态参数
  

• 多态数组 ：
  比如：定义SayHello数组，存放中国人结构体、美国人结构体
  

16.断言

Go语言里面有一个语法，可以直接判断是否是该类型的变量： value, ok := element.(T).
这里value就是变量的值，ok是一个bool类型，element是interface变量，T是断言的类型。
【2】断言的案例引入：

1. package main
2. import "fmt"
3. //接口的定义：定义规则、定义规范，定义某种能力：
4. type SayHello interface{
5.         //声明没有实现的方法：
6.         sayHello()
7. }
8. //接口的实现：定义一个结构体：
9. //中国人：
10. type Chinese struct{
11.         name string
12. }
13. //实现接口的方法---》具体的实现：
14. func (person Chinese) sayHello(){
15.         fmt.Println("你好")
16. }
17. //中国人特有的方法
18. func (person Chinese) niuYangGe(){
19.         fmt.Println("东北文化-扭秧歌")
20. }
21. //接口的实现：定义一个结构体：
22. //美国人：
23. type American struct{
24.         name string
25. }
26. //实现接口的方法---》具体的实现：
27. func (person American) sayHello(){
28.         fmt.Println("hi")
29. }
30. //定义一个函数：专门用来各国人打招呼的函数，接收具备SayHello接口的能力的变量：
31. func greet(s SayHello){
32.         s.sayHello()
33.         //断言：
34.         var ch Chinese = s.(Chinese)//看s是否能转成Chinese类型并且赋给ch变量
35.         ch.niuYangGe()
36. }
37. func main(){      
39.     //创建一个中国人：
40.     c := Chinese{}
41.     //创建一个美国人：
42.     //a := American{}
43.     //美国人打招呼：
44.     //greet(a)
45.     //中国人打招呼：
46.     greet(c)
48. }

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解决第二个返回值问题：

1. package main
2. import "fmt"
3. //接口的定义：定义规则、定义规范，定义某种能力：
4. type SayHello interface{
5.         //声明没有实现的方法：
6.         sayHello()
7. }
8. //接口的实现：定义一个结构体：
9. //中国人：
10. type Chinese struct{
11.         name string
12. }
13. //实现接口的方法---》具体的实现：
14. func (person Chinese) sayHello(){
15.         fmt.Println("你好")
16. }
17. //中国人特有的方法
18. func (person Chinese) niuYangGe(){
19.         fmt.Println("东北文化-扭秧歌")
20. }
21. //接口的实现：定义一个结构体：
22. //美国人：
23. type American struct{
24.         name string
25. }
26. //实现接口的方法---》具体的实现：
27. func (person American) sayHello(){
28.         fmt.Println("hi")
29. }
30. //定义一个函数：专门用来各国人打招呼的函数，接收具备SayHello接口的能力的变量：
31. func greet(s SayHello){
32.         s.sayHello()
33.         //断言：
34.         ch,flag := s.(Chinese)//看s是否能转成Chinese类型并且赋给ch变量,flag是判断是否转成功
35.         if flag == true{
36.                 ch.niuYangGe()
37.         }else{
38.                 fmt.Println("美国人不会扭秧歌")
39.         }
40.         fmt.Println("打招呼。。。")
41. }
42. func main(){
44.         //创建一个中国人：
45.         //c := Chinese{}
46.         //创建一个美国人：
47.         a := American{}
48.         //美国人打招呼：
49.         greet(a)
50.         //中国人打招呼：
51.         //greet(c)
53. }

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更简略的语法：

【3】Type Switch 的基本用法
Type Switch 是 Go 语言中一种特殊的 switch 语句，它比较的是类型而不是具体的值。它判断某个接口变量的类型，然后根据具体类型再做相应处理。

1. package main
2. import "fmt"
3. //接口的定义：定义规则、定义规范，定义某种能力：
4. type SayHello interface{
5.         //声明没有实现的方法：
6.         sayHello()
7. }
8. //接口的实现：定义一个结构体：
9. //中国人：
10. type Chinese struct{
11.         name string
12. }
13. //实现接口的方法---》具体的实现：
14. func (person Chinese) sayHello(){
15.         fmt.Println("你好")
16. }
17. //中国人特有的方法
18. func (person Chinese) niuYangGe(){
19.         fmt.Println("东北文化-扭秧歌")
20. }
21. //接口的实现：定义一个结构体：
22. //美国人：
23. type American struct{
24.         name string
25. }
26. //实现接口的方法---》具体的实现：
27. func (person American) sayHello(){
28.         fmt.Println("hi")
29. }
30. func (person American) disco(){
31.         fmt.Println("野狼disco")
32. }
33. //定义一个函数：专门用来各国人打招呼的函数，接收具备SayHello接口的能力的变量：
34. func greet(s SayHello){
35.         s.sayHello()
36.         //断言：
37.         // ch,flag := s.(Chinese)//看s是否能转成Chinese类型并且赋给ch变量,flag是判断是否转成功
38.         // if flag == true{
39.         //         ch.niuYangGe()
40.         // }else{
41.         //         fmt.Println("美国人不会扭秧歌")
42.         // }
43.         
45.         // if ch,flag := s.(Chinese);flag{
46.         //         ch.niuYangGe()
47.         // }else{
48.         //         fmt.Println("美国人不会扭秧歌")
49.         // }
50.         switch s.(type){//type属于go中的一个关键字，固定写法
51.                 case Chinese:
52.                         ch := s.(Chinese)
53.                         ch.niuYangGe()
54.                 case American:
55.                         am := s.(American)
56.                         am.disco()
57.         }
58.         fmt.Println("打招呼。。。")
60. }
61. func main(){
62.         //创建一个中国人：
63.         c := Chinese{}
64.         //创建一个美国人：
65.         //a := American{}
66.         //美国人打招呼：
67.         //greet(a)
68.         //中国人打招呼：
69.         greet(c)
71. }

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十四、文件操作

1.文件

【1】文件是什么？
文件是保存数据的地方，是数据源的一种，比如大家经常使用的word文档、txt文件、excel文件、jpg文件...都是文件。文件最主要的作用就是保存数据，它既可以保存一张图片，也可以保持视频，声音...
【2】os包下的File结构体封装了对文件的操作：
【3】File结构体---打开文件和关闭文件：
（1）打开文件，用于读取：（函数）

传入一个字符串（文件的路径），返回的是文件的指针，和是否打开成功
（2）关闭文件：（方法）

使文件不能用于读写。它返回可能出现的错误
【4】案例：

1. package main
2. import(
3.         "fmt"
4.         "os"
5. )
6. func main(){
7.         //打开文件：
8.         file,err := os.Open("d:/Test.txt");
9.         if err != nil {//出错
10.                 fmt.Println("文件打开出错，对应错误为：",err)
11.         }
12.         //没有出错，输出文件：
13.         fmt.Printf("文件=%v",file)
14.         //.........一系列操作
15.         //关闭文件：
16.         err2 := file.Close();
17.         if err2 != nil {
18.                 fmt.Println("关闭失败")
19.         }
20. }

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2.IO流的引入


3.读取文件（一次性）

【1】读取文件的内容并显示在终端(使用ioutil一次将整个文件读入到内存中)，这种方式适用于文件不大的情况。相关方法和函数(ioutil.ReadFile)

【2】案例：

1. package main
2. import(
3.         "fmt"
4.         "io/ioutil"
5. )
6. func main(){
7.         //备注：在下面的程序中不需要进行 Open\Close操作，因为文件的打开和关闭操作被封装在ReadFile函数内部了
8.         //读取文件：
9.         content,err := ioutil.ReadFile("d:/Test.txt")//返回内容为：[]byte,err
10.         if err != nil {//读取有误
11.                 fmt.Println("读取出错，错误为：",err)
12.         }
13.         //如果读取成功，将内容显示在终端即可：
14.         //fmt.Printf("%v",content)
15.         fmt.Printf("%v",string(content))
16. }

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4.读取文件（带缓冲区）

【1】读取文件的内容并显示在终端(带缓冲区的方式-4096字节)，适合读取比较大的文件，使用os.Open,file.Close,bufio.NewReader(),reader.ReadString函数和方法
【2】案例：

1. package main
2. import(
3.         "fmt"
4.         "os"
5.         "bufio"
6.         "io"
7. )
8. func main(){
9.         //打开文件：
10.         file,err := os.Open("d:/Test.txt")
11.         if err != nil {//打开失败
12.                 fmt.Println("文件打开失败，err=",err)
13.         }
14.         //当函数退出时，让file关闭，防止内存泄露：
15.         defer file.Close()
16.         //创建一个流：
17.         reader := bufio.NewReader(file)
18.         //读取操作：
19.         for {
20.                 str,err := reader.ReadString('\n')//读取到一个换行就结束
21.                 if err == io.EOF {//io.EOF 表示已经读取到文件的结尾
22.                         break
23.                 }
24.                 //如果没有读取到文件结尾的话，就正常输出文件内容即可：
25.                 fmt.Println(str)
26.         }
27.         //结束：
28.         fmt.Println("文件读取成功，并且全部读取完毕")
29. }

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5.写入文件

【1】打开文件操作：

三个参数含义：
（1）要打开的文件的路径
（2）文件打开模式（可以利用"|"符号进行组合）
（3）权限控制（linux/unix系统下才生效，windows下设置无效）- 0666
【2】案例：

1. package main
2. import(
3.         "fmt"
4.         "os"
5.         "bufio"
6. )
7. func main(){
8.         //写入文件操作：
9.         //打开文件：
10.         file , err := os.OpenFile("d:/Demo.txt",os.O_RDWR | os.O_APPEND | os.O_CREATE,0666)
11.         if err != nil {//文件打开失败
12.                 fmt.Printf("打开文件失败",err)
13.                 return
14.         }
15.         //及时将文件关闭：
16.         defer file.Close()
17.         //写入文件操作：---》IO流---》缓冲输出流(带缓冲区)
18.         writer := bufio.NewWriter(file)
19.         for i := 0; i < 10;i++ {
20.                 writer.WriteString("你好 马士兵\n")
21.         }
22.         //流带缓冲区，刷新数据--->真正写入文件中：
23.         writer.Flush()
24.         s :=os.FileMode(0666).String()
25.         fmt.Println(s)
26. }

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6.文件复制操作

1. package main
2. import(
3.         "fmt"
4.         "io/ioutil"
5. )
6. func main(){
7.         //定义源文件：
8.         file1Path := "d:/Demo.txt"
9.         //定义目标文件：
10.         file2Path := "d:/Demo2.txt"
11.         //对文件进行读取：
12.         content,err := ioutil.ReadFile(file1Path)
13.         if err != nil {
14.                 fmt.Println("读取有问题!")
15.                 return
16.         }
17.         //写出文件：
18.         err = ioutil.WriteFile(file2Path,content,0666)
19.         if err != nil {
20.                 fmt.Println("写出失败！")
21.         }
22. }

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十五、协程和管道

1.程序、进程、线程、协程

【1】程序(program)
是为完成特定任务、用某种语言编写的一组指令的集合,是一段静态的代码。 （程序是静态的）
【2】进程(process)
是程序的一次执行过程。正在运行的一个程序，进程作为资源分配的单位，在内存中会为每个进程分配不同的内存区域。 （进程是动态的）是一个动的过程 ，进程的生命周期  :  有它自身的产生、存在和消亡的过程
【3】线程(thread)
进程可进一步细化为线程， 是一个程序内部的一条执行路径。
若一个进程同一时间并行执行多个线程，就是支持多线程的。
【4】协程(goroutine)
又称为微线程，纤程，协程是一种用户态的轻量级线程
作用:在执行A函数的时候，可以随时中断，去执行B函数，然后中断继续执行A函数(可以自动切换)，注意这一切换过程并不是函数调用（没有调用语句)，过程很像多线程，然而协程中只有一个线程在执行（协程的本质是个单线程）
                                对于单线程下，我们不可避免程序中出现io操作，但如果我们能在自己的程序中(即用户程序级别，而非操作系统级别)控制**单线程下的多**个任务能在一个任务遇到io阻塞时就将寄存器上下文和栈保存到某个其他地方，然后切换到另外一个任务去计算。
在任务切回来的时候，恢复先前保存的寄存器上下文和栈，这样就保证了该线程能够最大限度地处于就绪态.
即随时都可以被cpu执行的状态，相当于我们在用户程序级别将自己的io操作最大限度地隐藏起来，从而可以迷惑操作系统，让其看到：该线程好像是一直在计算，io比较少，从而会更多的将cpu的执行权限分配给我们的线程
（注意:线程是CPU控制的，而协程是程序自身控制的，属于程序级别的切换，操作系统完全感知不到，因而更加轻量级)
2.协程入门

【1】案例：
请编写一个程序，完成如下功能:
（1）在主线程中，开启一个goroutine，该goroutine每隔1秒输出"hello golang"
（2）在主线程中也每隔一秒输出"hello msb"，输出10次后，退出程序
（3）要求主线程和goroutine同时执行
代码：
[code]package mainimport(        "fmt"        "strconv"        "time")func test(){        for i := 1;i