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发表于 19 小时前 | 查看: 1| 回复: 0

先花十秒钟,在你的脑海里想一想:什么是结构体?

想好了吗?好的。我猜你可能会想到其中一个或多个答案:

  • 一组相关数据的集合
  • 类似其他语言的 class
  • 用来定义数据结构
  • ...

在 Go 语言中,结构体是核心的数据组织方式。优秀的结构体设计能准确反映业务模型,让代码既清晰又易于维护,这是构建健壮应用的基础。

但是,我经常在项目中看到这样的代码:

type User struct {
    ID           int
    Name         string
    Email        string
    Password     string
    Address      string
    Phone        string
    Age          int
    IsActive     bool
    CreatedAt    time.Time
    UpdatedAt    time.Time
    DeletedAt    *time.Time
// ... 还有20+个字段
}

这样的结构体有什么问题?它像一个“大杂烩”,把所有东西都塞在一起,职责不清。当你需要修改其中一个字段时,可能会影响到代码的很多地方,增加了不必要的耦合和维护成本。

1. 我在实践中踩过的坑

我们经常看到各种“结构体设计原则”,但真正有用的经验往往来自解决实际问题的过程。让我分享几个在项目中遇到的典型问题和总结。

坑 1:用 datainfohandle 这种万能名称,结果自己都看不懂

在做早期项目的时候,我写过这样的代码:

type Request struct {
    Data  []byte
    Info  map[string]interface{}
    Flag  bool
}

func (r *Request) handle() error {
// 处理逻辑
}

当时觉得“先把功能实现出来再说,名字不重要”。结果呢?

  • Data 到底存的是什么?JSON?二进制?protobuf?
  • Info 里面有什么?键值对是什么含义?
  • Flag 是什么标志?成功失败?是否有效?
  • handle 到底在处理什么?验证?解析?保存?

实战总结:

字段名应该能直接表达它的用途,不要用 datainfohandleprocessflag 这种万能名称。好的命名就像注释一样,能让代码自解释。

// 好的命名 - 清晰表达意图
type CreateUserRequest struct {
    Payload []byte   // 请求体,JSON格式的用户数据
    Metadata Metadata    // 请求元数据(时间戳、请求ID等)
    IsValid bool   // 请求数据是否通过验证
}

func (r *CreateUserRequest) Validate() error {
// 验证逻辑
}

这样的代码,即使没有注释,也能看懂每个字段的含义。

我在 Code Review 中经常见到的“万能名称”:

  • data - 太通用,看不出存的是什么数据
  • info - 太通用,看不出是什么信息
  • handle / process - 太通用,看不出在处理什么
  • flag / status - 不具体,是什么标志?什么状态?
  • temp / tmp - 如果这个变量贯穿整个函数,那它不是“临时”的
  • obj / item - 太通用,是什么对象?什么项目?

坑 2:到处重复写 ID、CreatedAt、UpdatedAt,改起来想哭

在做第一个项目的时候,我每个实体都这样写:

type User struct {
    ID        int
    Name      string
    Email     string
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
}

type Order struct {
    ID        int
    UserID    int
    Amount    float64
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
}

type Product struct {
    ID        int
    Name      string
    Price     float64
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
}

后来老板要求在所有实体加一个 DeletedAt 字段,我不得不改几十个文件。那次改完我就想,肯定有更好的办法。

总结出来的经验:

Go 没有继承,但是有组合。利用组合来复用公共字段是解决这类问题的有效方法,这本身就是一种重要的设计模式

// 基础实体
type Entity struct {
    ID        int
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
    DeletedAt *time.Time
}

// 用户组合基础实体
type User struct {
    Entity
    Name  string
    Email string
}

// 订单也组合基础实体
type Order struct {
    Entity
    UserID  int
    Amount  float64
}

这样做的好处是什么?

  • 当需要修改公共字段时,只需要改 Entity
  • 所有组合的结构体都会自动受益
  • 代码更简洁,维护成本更低

这跟软件工程中的基本原则相通,底层的公共能力没抽象完善之前,上层的业务逻辑会充斥着重复与混乱。基础实体就是这里的“底层公共能力”。


坑 3:值还是指针,我经常选错

刚开始学 Go 的时候,我对什么时候用值、什么时候用指针很混乱。

有时候我这样写:

type Point struct {
    X int
    Y int
}

func Move(p Point, dx, dy int) Point {
    p.X += dx
    p.Y += dy
    return p
}

// 调用
p := Point{X: 1, Y: 2}
p = Move(p, 3, 4) // 每次都复制一遍

这样写的问题是什么?每次调用 Move 都会复制整个 Point,虽然 Point 很小,但这可能是不必要的开销。

有时候我又这样写:

func Process(u *User) {
    u.Name = "Processed"
}

// 调用
user := &User{ID: 1, Name: "John"}
Process(user)

这样写没问题,但有时候我只是想读取数据,不打算修改,用指针反而增加了复杂度。

总结出来的经验:

什么时候用值,什么时候用指针?这个问题困扰我很久。经过多次踩坑,我总结了一个简单的判断方法:

  • 小对象(如 Point、Size、Duration)- 用值
    • 复制成本低
    • 代码更简洁
    • 不需要考虑修改问题
  • 大对象(如 User、Order、Product)- 用指针
    • 避免复制开销
    • 可以原地修改
    • 更符合 Go 的惯例
  • 需要修改的 - 用指针
  • 只读取不修改的 - 可以用值

但我发现,在实际项目中,对于实体类型(Entity),用指针的情况更多。因为:

  1. 实体通常有很多字段,复制成本高
  2. 我们经常需要修改实体的状态
  3. Go 的标准库也倾向于对实体使用指针(如 database/sqlScan 方法)
// 值语义 - 复制时创建新的副本
p1 := Point{X: 1, Y: 2}
p2 := p1 // 复制一份,p2 和 p1 是独立的
p2.X = 3 // 不会影响 p1

// 引用语义 - 使用指针
u1 := &User{ID: 1, Name: "John"}
u2 := u1 // u2 和 u1 指向同一个对象
u2.Name = "Jane" // 会影响 u1

选择值语义还是引用语义,关键是要理解你的使用场景。没有绝对的“正确答案”,只有“更适合当前场景的选择”。

2. 结构体应该包含行为吗?

在写 Go 代码的过程中,我一直有个困惑:结构体应该只包含数据(贫血模型),还是也应该包含行为(充血模型)?

// 贫血模型 - 只包含数据
type User struct {
    ID    int
    Name  string
    Email string
}

// 行为都在外部函数
func IsValidEmail(u *User) bool {
    return strings.Contains(u.Email, "@")
}

func GetDisplayName(u *User) string {
    if u.Name != "" {
        return u.Name
    }
    return "Guest"
}

// 充血模型 - 包含数据和行为
type User struct {
    ID    int
    Name  string
    Email string
}

// 行为作为方法
func (u *User) IsValidEmail() bool {
    return strings.Contains(u.Email, "@")
}

func (u *User) GetDisplayName() string {
    if u.Name != "" {
        return u.Name
    }
    return "Guest"
}

最开始写业务代码的时候,我倾向于用贫血模型——把行为都写成外部函数。这样做的好处是逻辑分离清晰,但问题也很明显:

// 到处都是这样的代码
if IsValidEmail(user) {
    if CanSendMessage(user) {
        if HasPermission(user) {
            // 实际业务逻辑
        }
    }
}

后来我发现,这种写法有几个问题:

  1. 逻辑分散,难以理解
  2. 函数之间参数传递繁琐
  3. 无法利用 Go 的接口特性

于是我开始尝试充血模型——把行为作为方法:

// 这样调用更简洁
if user.IsValidEmail() && user.CanSendMessage() && user.HasPermission() {
    // 实际业务逻辑
}

我的实践经验是:

在 Go 中,不要盲目追求“全充血”或“全贫血”,而是根据场景选择:

  • 简单的数据容器(如 DTO、VO)- 使用贫血模型
    • 比如 API 的请求/响应结构体
    • 只负责数据传输,不需要行为
  • 有明确业务含义的实体(如 User、Order)- 使用充血模型
    • 比如 领域模型
    • 行为和数据内聚在一起,更容易理解和维护

实战案例:订单业务的结构体设计

// 订单状态
type OrderStatus int

const (
    OrderStatusNew       OrderStatus = iota
    OrderStatusPaid
    OrderStatusShipped
    OrderStatusDelivered
    OrderStatusCancelled
)

// 订单实体
type Order struct {
    // 基础字段
    ID        int
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time

    // 业务字段
    UserID      int
    Status      OrderStatus
    Amount      float64
    Discount    float64
    TotalAmount float64

    // 关联数据
    Items    []OrderItem
    Shipping *ShippingInfo
}

// 订单项
type OrderItem struct {
    ID        int
    OrderID   int
    ProductID int
    Quantity  int
    Price     float64
    Total     float64
}

// 物流信息
type ShippingInfo struct {
    Address   string
    City      string
    Province  string
    PostalCode string
    Phone     string
}

// 业务方法
func (o *Order) CanCancel() bool {
    return o.Status == OrderStatusNew
}

func (o *Order) CanShip() bool {
    return o.Status == OrderStatusPaid
}

func (o *Order) CalculateTotal() {
    var total float64
    for _, item := range o.Items {
        total += item.Total
    }
    o.TotalAmount = total - o.Discount
}

这样的设计让业务逻辑集中在实体上,代码更容易理解和维护。

3. 字段设计

导出字段 vs 非导出字段的困惑:

type User struct {
    ID        int    // 导出 - 可以被外部包访问
    name      string // 非导出 - 只能在当前包访问
    email     string // 非导出
    Password  string // 导出(注意:通常不应该导出敏感字段)
}

实战总结:

  • 需要被外部访问的字段 - 导出(大写)
  • 内部实现细节 - 非导出(小写)
  • 敏感字段 - 考虑非导出,通过方法访问

关于字段顺序

type User struct {
    // 1. 基础字段
    ID        int
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time

    // 2. 核心业务字段
    Name  string
    Email string

    // 3. 可选字段
    Phone   string
    Address string

    // 4. 关联字段
    Profile  *UserProfile
    Orders   []Order
}

字段顺序应该:

  1. 基础字段(ID、时间戳)
  2. 核心业务字段
  3. 可选字段
  4. 关联字段

这样安排的好处是什么?当你打开一个结构体定义时,能快速找到最关键的信息(ID、核心状态),而不是在一堆可选字段中翻找。不仅是顺序,将字段按语义进行分组并用空行隔开,能显著增强代码的可读性。

关于自定义类型

// 使用基本类型
type User struct {
    ID   int
    Name string
}

// 使用自定义类型
type UserID int
type UserName string

type User struct {
    ID   UserID
    Name UserName
}

实战总结

自定义类型不是越多越好,而是要在以下场景使用:

  • 需要类型安全时(避免混淆不同的 ID)
  • 需要附加方法时(如 UserID.String())
  • 需要更强的语义时(让代码更自解释)

一个踩坑经历:

有一次我在项目中混用了两种不同的 ID:

// 不好的例子 - 混用不同的 ID
type User struct {
    ID int   // 用户ID
}

type Order struct {
    UserID int   // 用户ID - 但和 User.ID 没有类型约束
}

func GetUserOrder(userID int) (*Order, error) {
    // 这里不小心传入了 Order.ID 而不是 User.ID
    // 编译器不会报错,但逻辑就错了
}

后来我改用自定义类型,编译器就能帮我检查错误:

type UserID int

func (id UserID) String() string {
    return fmt.Sprintf("USER-%d", id)
}

func (id UserID) IsValid() bool {
    return id > 0
}

标签(tag)的使用:

type User struct {
    ID        int       `json:"id" db:"id"`
    Name      string    `json:"name" db:"name"`
    Email     string    `json:"email" db:"email"`
    Password  string    `json:"-" db:"password"` // json:"-" 表示不序列化
    CreatedAt time.Time `json:"created_at" db:"created_at"`
}

标签用于告诉库如何处理字段,常见的有:

  • json - JSON 序列化
  • db - 数据库操作
  • yaml - YAML 序列化
  • xml - XML 序列化

实战案例:设计一个完善的商品结构体

package product

import "time"

// ProductID 商品ID
type ProductID int

// Product 商品实体
type Product struct {
    // 基础字段
    ID        ProductID  `json:"id" db:"id"`
    CreatedAt time.Time  `json:"created_at" db:"created_at"`
    UpdatedAt time.Time  `json:"updated_at" db:"updated_at"`

    // 核心字段
    Name        string    `json:"name" db:"name"`
    Description string    `json:"description" db:"description"`
    Price       float64   `json:"price" db:"price"`
    Stock       int       `json:"stock" db:"stock"`

    // 分类信息
    CategoryID  int       `json:"category_id" db:"category_id"`
    Category    *Category `json:"category,omitempty"` // 关联信息

    // 状态
    IsActive    bool      `json:"is_active" db:"is_active"`
}

// Category 商品分类
type Category struct {
    ID          int    `json:"id" db:"id"`
    Name        string `json:"name" db:"name"`
    ParentID    *int   `json:"parent_id,omitempty" db:"parent_id"`
    Description string `json:"description" db:"description"`
}

// 业务方法

// IsInStock 检查是否有库存
func (p *Product) IsInStock() bool {
    return p.Stock > 0
}

// HasEnoughStock 检查库存是否足够
func (p *Product) HasEnoughStock(quantity int) bool {
    return p.Stock >= quantity
}

// DecreaseStock 减少库存
func (p *Product) DecreaseStock(quantity int) error {
    if !p.HasEnoughStock(quantity) {
        return fmt.Errorf("insufficient stock: available=%d, required=%d", p.Stock, quantity)
    }
    p.Stock -= quantity
    return nil
}

// IncreaseStock 增加库存
func (p *Product) IncreaseStock(quantity int) {
    p.Stock += quantity
}

// GetFinalPrice 获取最终价格(考虑折扣等)
func (p *Product) GetFinalPrice() float64 {
    // 这里可以加折扣逻辑
    return p.Price
}

4. 嵌入(Embedding)

Go 的嵌入是一个强大的特性,我在很多项目中都用它来避免重复代码。但我发现,它也很容易被滥用。

匿名字段的使用场景:

type Animal struct {
    Name string
    Age  int
}

func (a *Animal) Speak() string {
    return "..."
}

type Dog struct {
    Animal  // 匿名嵌入
    Breed string
}

func (d *Dog) Bark() string {
    return "Woof!"
}

现在 Dog 拥有了 Animal 的所有字段和方法:

dog := &Dog{
    Animal: Animal{
        Name: "Buddy",
        Age:  3,
    },
    Breed: "Golden Retriever",
}

fmt.Println(dog.Name)  // 访问嵌入的字段
fmt.Println(dog.Speak()) // 调用嵌入的方法
fmt.Println(dog.Bark())  // 调用自己的方法

嵌入 vs 组合:

// 嵌入
type Dog struct {
    Animal
}

// 组合
type Cat struct {
    pet *Animal  // 具名字段
}

嵌入提供了“继承”的效果,组合提供了“关联”的效果。

什么时候用嵌入,什么时候用组合?

  • is-a 关系 - 用嵌入(Dog is an Animal)
  • has-a 关系 - 用组合(User has a Profile)

嵌入带来的命名冲突问题:

type A struct {
    Name string
}

type B struct {
    Name string
}

type C struct {
    A
    B
}

c := &C{}
// c.Name  // 错误:ambiguous selector c.Name
c.A.Name  // 正确:明确指定
c.B.Name  // 正确:明确指定

如果有命名冲突,需要明确指定使用哪个字段。

接口嵌入 vs 结构体嵌入,我的使用经验是:

// 接口嵌入 - 用于组合多个接口的行为
type ReadWriter interface {
    io.Reader
    io.Writer
}

// 结构体嵌入 - 用于复用实现
type MyStruct struct {
    io.Reader     // 嵌入接口
    *bytes.Buffer // 嵌入结构体
}

我的做法是:

  • 组合接口时,用接口嵌入
  • 复用实现时,用结构体嵌入
  • 但不要滥用,尤其是在有命名冲突风险的时候

5. 构造函数

Go 没有构造函数的关键字,但是有约定:使用 NewXxx 函数作为构造函数。这个约定很好,但在实践中我发现有些细节容易踩坑。

type User struct {
    ID    int
    Name  string
    Email string
}

// 构造函数
func NewUser(name, email string) *User {
    return &User{
        Name:  name,
        Email: email,
    }
}

构造函数应该返回值还是指针?这个问题我也纠结过。

// 返回值
func NewUser(name string) User {
    return User{Name: name}
}

// 返回指针(更常见)
func NewUser(name string) *User {
    return &User{Name: name}
}

大多数情况下返回指针,因为:

  • 避免复制大对象
  • 可以修改对象

必填字段与可选字段的处理:

// 方式 1:使用多个参数
func NewUser(name, email string) *User {
    return &User{
        Name:  name,
        Email: email,
    }
}

// 方式 2:使用配置对象
type UserConfig struct {
    Name    string
    Email   string
    Phone   string
    Address string
    Age     int
}

func NewUserWithConfig(config UserConfig) *User {
    return &User{
        Name:    config.Name,
        Email:   config.Email,
        Phone:   config.Phone,
        Address: config.Address,
        Age:     config.Age,
    }
}

// 方式 3:使用选项模式
type UserOption func(*User)

func WithName(name string) UserOption {
    return func(u *User) {
        u.Name = name
    }
}

func WithEmail(email string) UserOption {
    return func(u *User) {
        u.Email = email
    }
}

func NewUser(opts ...UserOption) *User {
    user := &User{}
    for _, opt := range opts {
        opt(user)
    }
    return user
}

// 使用
user := NewUser(
    WithName("John"),
    WithEmail("john@example.com"),
)

实战案例:为复杂结构设计构造函数

package order

import (
    "errors"
    "time"
)

// Order 订单实体
type Order struct {
    ID        int
    UserID    int
    Status    OrderStatus
    Amount    float64
    Items     []OrderItem
    CreatedAt time.Time
    UpdatedAt time.Time
}

// OrderItem 订单项
type OrderItem struct {
    ProductID int
    Quantity  int
    Price     float64
}

// NewOrder 创建新订单
func NewOrder(userID int, items []OrderItem) (*Order, error) {
    // 验证
    if userID <= 0 {
        return nil, errors.New("invalid user id")
    }
    if len(items) == 0 {
        return nil, errors.New("order must have at least one item")
    }

    // 计算总金额
    amount := calculateAmount(items)

    order := &Order{
        UserID:    userID,
        Status:    OrderStatusNew,
        Amount:    amount,
        Items:     items,
        CreatedAt: time.Now(),
        UpdatedAt: time.Now(),
    }

    return order, nil
}

// calculateAmount 计算订单金额
func calculateAmount(items []OrderItem) float64 {
    var total float64
    for _, item := range items {
        total += item.Price * float64(item.Quantity)
    }
    return total
}

6. 常见结构体设计问题

在项目 Code Review 和重构过程中,我发现了一些重复出现的问题。这些问题看似简单,但如果不注意,会让代码变得难以维护。

问题 1:过度嵌套

// 不好的例子
type Result struct {
    Data struct {
        Users struct {
            Items []struct {
                ID    int
                Name  string
                Profile struct {
                    Avatar string
                    Bio    string
                }
            }
        }
    }
}

// 好的例子 - 拆分成独立的结构体
type Profile struct {
    Avatar string
    Bio    string
}

type User struct {
    ID      int
    Name    string
    Profile *Profile
}

type UsersData struct {
    Items []User
}

type Result struct {
    Data UsersData
}

问题 2:结构体字段太多

刚开始写业务代码的时候,我总觉得“多加几个字段没关系,反正以后可能用得上”。结果呢?

// 不好的例子 - 30+个字段
type User struct {
    ID int
    Name string
    Email string
    Phone string
    Address string
    City string
    Province string
    PostalCode string
    Country string
// ... 还有20+个字段
}

这样一个“大杂烩”结构体有很多问题:

  • 难以理解(这么多字段到底哪些是核心?)
  • 难以维护(修改一个字段可能影响很多地方)
  • 难以测试(构造测试数据太复杂)

我后来学会的做法是:按职责拆分

type Contact struct {
    Phone string
    Email string
}

type Address struct {
    Street     string
    City       string
    Province   string
    PostalCode string
    Country    string
}

type User struct {
    ID      int
    Name    string
    Contact Contact
    Address Address
}

问题 3:职责不清

// 不好的例子 - 混合了多个职责
type User struct {
    ID       int
    Name     string
    Email    string
    Password string
    // 数据库字段
    TableName  string
    PrimaryKey string
    // UI 字段
    DisplayName  string
    ShowInList   bool
    // 缓存字段
    CacheKey string
    TTL      int
}

// 好的例子 - 每个结构体单一职责
type User struct {
    ID       int
    Name     string
    Email    string
    Password string
}

type UserConfig struct {
    DisplayName string
    ShowInList  bool
}

type UserCache struct {
    Key string
    TTL int
}

总结

回顾这些年的项目经验,我对结构体设计的理解也在不断变化。

最开始的时候,我总想找一个“完美的设计方案”,想让每个结构体都符合“最佳实践”。但后来我发现,恰到好处的设计比完美设计更有价值

我的实践经验清单:

  1. 字段命名要清晰 - 每个字段都应该能自解释,减少对注释的依赖
  2. 避免结构体过大 - 如果一个结构体超过 15 个字段,考虑按职责拆分
  3. 善用组合复用 - 公共字段通过组合复用,而不是到处复制粘贴
  4. 语义明确优先 - 能用自定义类型增强语义和类型安全的地方,不要省略
  5. 为实体添加业务方法 - 简单的、与数据紧密相关的业务逻辑放在实体的方法里,更内聚
  6. 结构体反映业务 - 好的结构体设计应该能直接映射业务概念

从业务到代码的映射原则

  1. 理解业务领域,识别核心概念(用户、订单、商品...)
  2. 用结构体表达这些概念
  3. 用方法表达这些概念的行为(CanCancel、CanShip...)
  4. 通过实践不断调整重构

一个重要的认识:

在梳理这些经验的时候让我想到软件开发的一些历程。最开始的时候脑子里有很多“最佳实践”和“设计模式”,总是想设计出最完美的结构。但是当我真正去落地实现时,才发现很多设想是不成熟的,需要考虑更多实际约束和演进可能性。

结构体设计也是一样。你可以看书、看博客、学习各种“设计原则”,但真正的理解来自于实践。当你真的写了很多代码,踩了很多坑,重构了很多次,你才会知道什么样的结构体设计是“恰到好处”的。

设计的技巧很多,但克制的使用技巧才是进阶。结构体设计也是如此,恰到好处能完成当前需求了,那我们没必要为了还未出现的、不确定的需求去做过度设计。




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