Mojo 学习 —— 结构体
文章目录
- Mojo 学习 —— 结构体
- 定义结构体
- 定义方法
- 静态方法
- 结构体与类的比较
- 特殊方法
- @value 装饰器
Mojo 的结构体是一种数据结构，可以对抽象概念（如数据类型或对象）的字段和方法进行封装。
字段是变量，用于保存与结构体相关的数据；方法是结构体内部的函数，通常用于处理字段数据。
在大多数情况下，Mojo 的结构体格式旨在为程序中使用的高级数据类型提供静态、内存安全的数据结构。
Mojo 标准库中的所有数据类型（如 Int、Bool、String 和 Tuple 等）都定义为结构体。
从前面的函数章节中，我们可以发现 Mojo 在 def 函数中提供了动态编程功能，同时在 fn 函数中加强代码安全性。
而对于结构体，Mojo 更倾向于安全的一面，虽然可以在结构体中使用 def 或 fn 声明函数，但所有的字段都必须使用 var 来声明
定义结构体
我们可以定义一个简单的结构体，只包含两个字段：
struct MyPair:
var first: Int
var second: Int但是，由于该结构体没有构造函数，所以无法用其来实例化对象。类似于 Python，我们可以定义一个 __init__ 构造函数
struct MyPair:
var first: Int
var second: Int
fn __init__(inout self, first: Int, second: Int):
self.first = first
self.second = second请注意，
__init__方法的第一个参数是inout self，声明了self是一个可变引用
self 必须是第一个参数，它引用了当前的结构体实例。在调用构造函数时，你无需为 self 传递值，Mojo 会自动将其传递进来。
__init__ 方法是许多预定义的特殊方法之一，Mojo 中有许多与 Python 的 class 中一样的用双下划线开头和结尾的特殊方法，像 __str__ 和 __repr__ 等
声明字段时不能对其赋值，您必须在构造函数中初始化结构体的所有字段。(如果不初始化字段，代码将无法编译）。
一旦你有了一个构造函数，就可以创建一个 MyPair 的实例，例如
var mine = MyPair(2,4)
print(mine.first)定义方法
除了像 __init__ 这样的特殊方法外，您还可以在结构体中添加任何其他方法。例如
struct MyPair:
var first: Int
var second: Int
fn __init__(inout self, first: Int, second: Int):
self.first = first
self.second = second
fn get_sum(self) -> Int:
return self.first + self.second调用函数会打印一个 14
var mine = MyPair(6, 8)
print(mine.get_sum())请注意，
get_sum也使用了self参数，这是在方法中访问结构体字段的唯一途径。self只是一个约定俗成的名称，你可以替换成任何你想要的名称
使用隐式 self 参数的方法被称为实例方法，它们会作用于结构体的实例上
注意：
结构体方法中的
self参数是fn函数中唯一不需要类型的参数。如果你愿意，你也可以指定，但一般都会省略它，因为Mojo知道它是什么类型（本例中为MyPair）。
静态方法
结构体也可以有静态方法。静态方法可以在不创建结构体实例的情况下调用，即可以直接使用结构体名称调用的函数。
与实例方法不同，静态方法不接收隐式 self 参数，因此不能访问结构体上的任何字段。
要声明静态方法，请使用 @staticmethod 装饰器，并且不要包含 self 参数：
struct Logger:
fn __init__(inout self):
pass
@staticmethod
fn log_info(message: String):
print("Info: ", message)您可以在结构体上调用静态方法，也可以在类型的实例上调用。两种形式如下所示：
Logger.log_info("Static method called.")
var l = Logger()
l.log_info("Static method called from instance.")将会输出
Static method called.
Static method called from instance.结构体与类的比较
如果您熟悉其他面向对象语言，那么结构体看起来很像类，两者有相似之处，但也有一定的区别。
Mojo 后面还会添加对类类的支持，以匹配 Python 类的行为。
Mojo 结构体和 Python 类之间的的共同之处在于，它们都支持方法、字段、操作符重载以及用于元编程的装饰器等，但主要区别如下：
-
Python类是动态的，它们允许在运行时进行动态派发、monkey-patching（或swizzling）和动态绑定实例字段 -
Mojo结构体是静态的，它们在编译时被绑定（不能在运行时添加方法）。用灵活性换取性能，同时又安全易用 -
Mojo结构不支持继承，但结构可以实现trait -
Python类支持类属性，即类的所有实例共享的值，相当于其他语言中的类变量或静态数据成员 -
Mojo结构不支持静态数据成员
在语法上，与 Python 类最大的不同是，结构体中的所有字段都必须用 var 明确声明
在 Mojo 中，结构体的结构和内容在编译时就已经确定，程序运行时无法更改。而在 Python 中，可以动态添加、删除或更改对象的属性
不过，结构体的静态特性有助于 Mojo 更快地运行代码。程序可以准确地知道在哪里找到结构体的信息以及如何使用它，而不会在运行时出现任何额外的步骤或延迟。
前面也说到，Mojo 的所有标准类型（Int、String 等）都是用结构体创建的，而不是硬连接到语言本身。
这让你在编写代码时拥有更多的灵活性和控制权，也意味着你可以定义自己的类型，并拥有所有相同的功能
特殊方法
这里所说的特殊方法也就是 Python 中所说的 魔法方法，是具有特殊功能的方法，如构造函数方法 __init__
虽然这些特殊方法可以通过方法名来调用，但是你绝对不应该这样做
例如，在创建结构体实例时，Mojo 会调用 __init__ 方法；当 Mojo 销毁实例时，它会调用 __del__ 方法（如果它存在的话）
一些内置的操作符（+、<、==、| 等）也是作为特殊方法实现的，Mojo 会隐式地调用这些方法
Mojo 支持的特殊方法与 Python 的所有特殊方法相匹配，而且通常具有下面两种功能的其中一种
- 操作符重载：
用于为结构体添加一些运算操作，如 <、+ 和 | 等
- 处理生命周期事件：
这些特殊方法主要用于处理实例的生命周期和值所有权。例如，__init__ 和 __del__ 标志着实例生命周期的开始和结束
大多数结构体都是其他类型的简单聚合，因此除非您的类型在创建、复制、移动或销毁实例时需要自定义行为，否则您可以通过添加 @value 装饰器来合成所需的基本生命周期方法（并为自己节省一些时间）。
@value 装饰器
当你为结构体添加 @value 装饰器时，Mojo 会为结构体添加基本的生命周期方法，使你的对象提供完整的值语义。
具体来说，它会生成 __init__, __copyinit__ 和 __moveinit__ 方法，这些方法允许你以符合值语义并与 Mojo 所有权模型兼容的方式构造、复制和移动你的结构类型。
例如
@value
struct MyPet:
var name: String
var age: IntMojo 会注意到你没有成员构造函数、移动或复制构造函数，它会为你合成这些，就像下面的代码这样
struct MyPet:
var name: String
var age: Int
fn __init__(inout self, owned name: String, age: Int):
self.name = name^
self.age = age
fn __copyinit__(inout self, existing: Self):
self.name = existing.name
self.age = existing.age
fn __moveinit__(inout self, owned existing: Self):
self.name = existing.name^
self.age = existing.age如果没有复制和移动构造函数，Mojo 不知道如何复制与移动 MyPet 的实例，下面的代码将会报错
var dog = MyPet("Charlie", 5)
var poodle = dog
print(poodle.name)添加 @value 装饰器后，Mojo 只会为你添加未定义的构造函数，也就是说，你还是可以为每个方法实现自定义的版本
