go学习笔记(2)：数据结构
go语言不是一门面向对象的语言，没有对象和继承，也没有面向对象的多态、重写相关特性。
go所拥有的是数据结构，它可以关联方法。go也支持简单但高效的组合(composition)，请搜索面向对象和组合。
虽然go不支持面向对象，但go通过定义数据结构的方式，也能实现与class相似的功能。
一个简单的例子，定义一个animal数据结构：
type animal struct {
name string
speak string
}
这就像是定义了一个class，有自己的属性。
在稍后，将会介绍如何向这个数据结构中添加方法，就像为类定义方法一样。不过现在，先简单介绍下数据结构。
数据结构的定义和初始化
除了int、string等内置的数据类型，我们可以定义structure来自定义数据类型。
创建数据结构最简单的方式：
bm_horse := animal{
name:"baima",
speak:"neigh",
}
注意，上面最后一个逗号","不能省略，go会报错，这个逗号有助于我们去扩展这个结构，所以习惯后，这是一个很好的特性。
上面bm_horse := animal{}中，animal就像是一个类，这个声明和赋值的操作就像创建了一个animal类的实例，也就是对象，其中对象名为bm_horse，它是这个实例的唯一标识符。这个对象具有属性name和speak，它们是每个对象所拥有的key，且它们都有自己的值。从面向对象的角度上考虑，这其实很容易理解。
还可以根据animal数据结构再创建另外一个实例：
hm_horse := animal{
name:"heima",
speak:"neigh",
}
bm_horse和hm_horse都是animal的实例，根据animal数据结构创建而来，这两个实例都拥有自己的数据结构。如下图：
从另一种角度上看，bm_horse这个名称其实是这个数据结构的一个引用。再进一步考虑，其实面向对象的类和对象也是一种数据结构，每一个对象的名称(即bm_horse)都是对这种数据结构的引用。关于这一点，在后面介绍指针的时候将非常有助于理解。
以下是两外两种有效的数据结构定义方式：
// 定义空数据结构
bm_horse := animal{}
// 或者，先定义一部分，再赋值
bm_horse := animal {name:"baima"}
bm_horse.speak = "neigh"
此外，还可以省略数据结构中的key部分(也就是属性的名称)直接为数据结构中的属性赋值，只不过这时赋的值必须和key的顺序对应。
bm_horse := animal{"baima","neigh"}
在数据结构的属性数量较少的时候，这种赋值方式也是不错的，但属性数量多了，不建议如此赋值，因为很容易混乱。
访问数据结构的属性
要访问一个数据结构中的属性，如下：
package main
import ("fmt")
func main(){
type animal struct {
name string
speak string
}
bm_horse := animal{"baima","neigh"}
fmt.println("name:",bm_horse.name)
fmt.println("speak:",bm_horse.speak)
}
前面说过，animal是一个数据结构的模板(就像类一样)，不是实例，bm_horse才是具体的实例，有自己的数据结构，所以，要访问自己数据结构中的数据，可以通过自己的名称来访问自己的属性：
bm_horse.name bm_horse.speak
指针
bm_horse := animal{}表示返回一个数据结构给bm_horse，bm_horse指向这个数据结构，也可以说bm_horse是这个数据结构的引用。
除此，还有另一种赋值方式，比较下两种赋值方式：
bm_horse := animal{"baima","neigh"}
ref_bm_horse := &animal{"baima","neigh"}
这两种赋值方式，有何不同？
:=操作符都声明左边的变量，并赋值变量。赋值的内容基本神似：
- 第一种将整个数据结构赋值给变量
bm_horse，bm_horse从此变成animal的实例；
- 第二种使用了一个特殊符号
&在数据结构前面，它表示返回这个数据结构的引用，也就是这个数据结构的地址，所以ref_bm_horse也指向这个数据结构。
那bm_horse和ref_bm_horse都指向这个数据结构，有什么区别？我打算用perl语言的语法来解释它们的区别，因为c和go的指针太过"晦涩"。
perl中的引用
在perl中，一个hash结构使用%符号来表示，例如：
%animal = (
name => "baima",
speak => "neigh",
);
这里的"animal"表示的是这个hash结构的名称，然后通过%+name的方式来引用这个hash数据结构。其实hash结构的名称"animal"就是这个hash结构的一个引用，表示指向这个hash结构，只不过这个animal是创建hash结构是就指定好的已命名的引用。
perl中还支持显式地创建一个引用。例如：
$ref_myhash = \%animal;
%animal表示的是hash数据结构，加上\表示这个数据结构的一个引用，这个引用指向这个hash数据结构。perl中的引用是一个变量，所以使用$ref_myhash表示。
也就是说，hash结构的名称animal和$ref_myhash是完全等价的，都是hash结构的引用，也就是指向这个数据结构，也就是指针。所以，%animal能表示取hash结构的属性，%$ref_myhash也能表示取hash结构的属性，这种从引用取回hash数据结构的方式称为"解除引用"。
另外，$ref_myhash是一个变量类型，而%animal是一个hash类型。
引用变量可以赋值给另一个引用变量，这样两个引用都将指向同一个数据结构：
$ref_myhash1 = $ref_myhash;
现在，$ref_myhash、$ref_myhash1和animal都指向同一个数据结构。
go中的指针：引用
总结下上面perl相关的代码：
%animal = (
name => "baima",
speak => "neigh",
);
$ref_myhash = \%animal;
$ref_myhash1 = $ref_myhash;
%animal是hash结构，animal、$ref_myhash、$ref_myhash1都是这个hash结构的引用。
回到go语言的数据结构：
bm_horse := animal{}
hm_horse := &animal{}
这里的animal{}是一个数据结构，相当于perl中的hash数据结构：
(
name => "baima",
speak => "neigh",
)
bm_horse是数据结构的直接赋值对象，它直接表示数据结构，所以它等价于前面perl中的%animal。而hm_horse是animal{}数据结构的引用，它等价于perl中的animal、$ref_myhash、$ref_myhash1。
之所以go中的指针不好理解，就是因为数据结构bm_horse和引用hm_horse都没有任何额外的标注，看上去都像是一种变量。但其实它们是两种不同的数据类型：一种是数据结构，一种是引用。
go中的星号"*"
星号有两种用法：
-
x *int表示变量x是一个引用，这个引用指向的目标数据是int类型。更通用的形式是x *type
-
*x表示x是一个引用，*x表示解除这个引用，取回x所指向的数据结构，也就是说这是 一个数据结构，只不过这个数据结构可能是内置数据类型，也可能是自定义的数据结构
x *int的x是一个指向int类型的引用，而&y返回的也是一个引用，所以&y的y如果是int类型的数据，&y可以赋值给x *int的x。
注意，x的数据类型是*int，不是int，虽然x所指向的是数据类型是int。就像前面perl中的引用只是一个变量，而其指向的却是一个hash数据结构一样。
*x代表的是数据结构自身，所以如果为其赋值(如*x = 2)，则新赋的值将直接保存到x指向的数据中。
例如：
package main
import ("fmt")
func main(){
var a *int
c := 2
a = &c
d := *a
fmt.println(*a) // 输出2
fmt.println(d) // 输出2
}
var a *int定义了一个指向int类型的数据结构的引用。a = &c中，因为&c返回的是一个引用，指向的是数据结构c，c是int类型的数据结构，将其赋值给a，所以a也指向c这个数据结构，也就是说*a的值将等于2。所以d := *a赋值后，d自身是一个int类型的数据结构，其值为2。
go函数参数传值
go函数给参数传递值的时候是以复制的方式进行的。
因为复制传值的方式，如果函数的参数是一个数据结构，将直接复制整个数据结构的副本传递给函数，这有两个问题：
- 函数内部无法修改传递给函数的原始数据结构，它修改的只是原始数据结构拷贝后的副本
- 如果传递的原始数据结构很大，完整地复制出一个副本开销并不小
例如，第一个问题：
package main
import ("fmt")
type animal struct {
name string
weight int
}
func main(){
bm_horse := animal{
name: "baima",
weight: 60,
}
add(bm_horse)
fmt.println(bm_horse.weight)
}
func add(a animal){
a.weight += 10
}
上面的输出结果仍然为60。add函数用于修改animal的实例数据结构中的weight属性。当执行add(bm_horse)的时候，bm_horse传递给add()函数，但并不是直接传递给add()函数，而是复制一份bm_horse的副本赋值给add函数的参数a，所以add()中修改的a.weight的属性是bm_horse的副本，而不是直接修改的bm_horse，所以上面的输出结果仍然为60。
为了修改bm_horse所在的数据结构的值，需要使用引用(指针)的方式传值。
只需修改两个地方即可：
package main
import ("fmt")
type animal struct {
name string
weight int
}
func main(){
bm_horse := &animal{
name: "baima",
weight: 60,
}
add(bm_horse)
fmt.println(bm_horse.weight)
}
func add(a *animal){
a.weight += 10
}
为了修改传递给函数参数的数据结构，这个参数必须是直接指向这个数据结构的。所以使用add(a *animal)，既然a是一个animal数据结构的一个实例的引用，所以调用add()的时候，传递给add()中的参数必须是一个animal数据结构的引用，所以bm_horse的定义语句中使用&符号。
当调用到add(bm_horse)的时候，因为bm_horse是一个引用，所以赋值给函数参数a时，复制的是这个数据结构的引用，使得add能直接修改其外部的数据结构属性。
大多数时候，传递给函数的数据结构都是它们的引用，但极少数时候也有需求直接传递数据结构。
属于数据结构的函数
可以为数据结构定义属于自己的函数。
package main
import ("fmt")
type animal struct {
name string
weight int
}
func (a *animal) add() {
a.weight += 10
}
func main() {
bm_horse := &animal{"baima",70}
bm_horse.add()
fmt.println(bm_horse.weight) // 输出80
}
上面的add()函数定义方式func (a *animal) add(){}，它所表示的就是定义于数据结构animal上的函数，就像类的实例方法一样，只要是属于这个数据结构的实例，都能直接调用这个函数，正如bm_horse.add()一样。
构造器
面向对象中有构造器(也称为构造方法)，可以根据类构造出类的实例：对象。
go虽然不支持面向对象，没有构造器的概念，但也具有构造器的功能，毕竟构造器只是一个方法而已。只要一个函数能够根据数据结构返回这个数据结构的一个实例对象，就可以称之为"构造器"。
例如，以下是animal数据结构的一个构造函数：
func newanimal(n string,w int) *animal {
return &animal{
name: n,
weight: w,
}
}
以下返回的是非引用类型的数据结构：
func newanimal(n string,w int) animal {
return animal{
name: n,
weigth: w,
}
}
一般上面的方法类型称为工厂方法，就像工厂一样根据模板不断生成产品。但对于创建数据结构的实例来说，一般还是会采用内置的new()方式。
new函数
尽管go没有构造器，但go还有一个内置的new()函数用于为一个数据结构分配内存。其中new(x)等价于&x{}，以下两语句等价：
bm_horse := new(animal)
bm_horse := &animal{}
使用哪种方式取决于自己。但如果要进行初始化赋值，一般采用第二种方法，可读性更强：
# 第一种方式
bm_horse := new(animal)
bm_horse.name = "baima"
bm_horse.weight = 60
# 第二种方式
bm_horse := &animal{
name: "baima",
weight: 60,
}
扩展数据结构的字段
在前面出现的数据结构中的字段数据类型都是简简单单的内置类型：string、int。但数据结构中的字段可以更复杂，例如可以是map、array等，还可以是自定义的数据类型(数据结构)。
例如，将一个指向同类型数据结构的字段添加到数据结构中：
type animal struct {
name string
weight int
father *animal
}
其中在此处的*animal所表示的数据结构实例很可能是其它的animal实例对象。
上面定义了father，还可以定义son，sister等等。
例如：
bm_horse := &animal{
name: "baima",
weight: 60,
father: &animal{
name: "hongma",
weight: 80,
father: nil,
},
}
composition
go语言支持composition(组合)，它表示的是在一个数据结构中嵌套另一个数据结构的行为。
package main
import (
"fmt"
)
type animal struct {
name string
weight int
}
type horse struct {
*animal // 注意此行
speak string
}
func (a *animal) hello() {
fmt.println(a.name)
fmt.println(a.weight)
//fmt.println(a.speak)
}
func main() {
bm_horse := &horse{
animal: &animal{ // 注意此行
name: "baima",
weight: 60,
},
speak: "neigh",
}
bm_horse.hello()
}
上面的horse数据结构中包含了一行*animal，表示animal的数据结构插入到horse的结构中，这就像是一种面向对象的类继承。注意，没有给该字段显式命名，但可以隐式地访问horse组合结构中的字段和函数。
另外，在构建horse实例的时候，必须显式为其指定字段名(尽管数据结构中并没有指定其名称)，且字段的名称必须和数据结构的名称完全相同。
然后调用属于animal数据结构的hello方法，它只能访问animal中的属性，所以无法访问speak属性。
很多人认为这种代码共享的方式比面向对象的继承更加健壮。
go中的重载overload
例如，将上面属于animal数据结构的hello函数重载为属于horse数据结构的hello函数：
package main
import (
"fmt"
)
type animal struct {
name string
weight int
}
type horse struct {
*animal // 注意此行
speak string
}
func (h *horse) hello() {
fmt.println(h.name)
fmt.println(h.weight)
fmt.println(h.speak)
}
func main() {
bm_horse := &horse{
animal: &animal{ // 注意此行
name: "baima",
weight: 60,
},
speak: "neigh",
}
bm_horse.hello()
}