仓颉语言结构体 Skill

1. 结构体定义

1.1 基本语法

struct Rectangle {
    let width: Int64
    let height: Int64
    public init(width: Int64, height: Int64) {
        this.width = width
        this.height = height
    }
    public func area() { width * height }
}

• 使用 struct 关键字 + 名称 + {} 体定义
• 仅可在顶层作用域定义
• 结构体体内可包含：成员变量、成员属性、静态初始化器、构造函数、成员函数

1.2 成员变量

• 实例成员变量：通过结构体实例访问。可有初始值，也可无初始值（须有类型标注）
• 静态成员变量：用 static 声明，通过结构体类型名访问（非实例）

1.3 静态初始化器

• static init() — 无参数，不允许访问修饰符
• 须初始化所有未初始化的静态成员变量
• 每个结构体最多一个

1.4 构造函数

普通构造函数（init）

• init(params) { ... }
• 函数体须初始化所有未初始化的实例成员变量
• 使用 this 消除参数名与成员变量名的歧义
• 多个 init 构造函数仅在构成有效重载时允许

主构造函数

• 名称 = 结构体类型名。每个结构体最多一个
• 参数可以是普通参数或成员变量参数（前缀 let/var），后者同时定义成员变量和构造函数参数

struct Rectangle {
    public Rectangle(let width: Int64, let height: Int64) {}
}

自动生成的无参构造函数

• 当无自定义构造函数（包括主构造函数）且所有实例成员变量有初始值时 → 编译器自动生成 public init()

1.5 成员函数

• 实例成员函数：通过实例访问。可使用 this 访问实例成员变量。也可访问静态成员
• 静态成员函数（static func）：通过类型名访问。不能访问实例成员或调用实例函数
• 限制：同一个结构体中，静态方法和实例方法不能同名（即使参数不同）

1.6 成员属性（prop）

• prop name: Type { get() { ... } } — 只读属性
• mut prop name: Type { get() { ... } set(v) { ... } } — 读写属性
• 实例属性通过实例访问，静态属性（static prop）通过类型名访问
• 属性的详细规则参见 cangjie-class Skill 第 4 节

1.7 访问修饰符

修饰符	可见性
private	仅在结构体定义内
internal（默认）	当前包及子包
protected	当前模块
public	全局可见

1.8 禁止递归结构体

• 直接和间接递归均不合法（编译错误）：

struct R1 { let other: R1 }         // 错误：自引用
struct R2 { let other: R3 }         // 错误：相互引用
struct R3 { let other: R2 }

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2. 创建结构体实例

2.1 创建

• 通过结构体类型名调用构造函数：let r = Rectangle(10, 20)
• 通过实例访问成员：r.width、r.area()

2.2 修改实例成员须满足两个条件

1. 持有实例的变量须为 var（可变）
2. 被修改的成员变量须声明为 var

2.3 值语义（赋值/传参时复制）

• 赋值或传递结构体实例会创建副本（浅拷贝 — 引用类型成员仅复制引用）
• 修改一个副本不影响另一个

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3. mut 函数

3.1 问题

• 由于结构体是值类型，普通实例成员函数不能修改实例的成员变量

3.2 解决方案

• mut 函数 — 特殊的实例成员函数，可以原地修改结构体实例

struct Foo {
    var i = 0
    public mut func g() { i += 1 }  // 合法
}

3.3 mut 允许使用的位置

• 仅在 interface、struct 和结构体扩展中
• 不能用于 class（类是引用类型，实例函数本身就能修改成员）

3.4 mut 不能修饰静态函数

public mut static func g(): Unit {} // 错误

3.5 mut 也可修饰运算符函数

public mut operator func +(rhs: A): A { A() }  // 合法

3.6 mut 函数中 this 的限制

• this 不能被 Lambda 或嵌套函数捕获
• this 不能作为表达式使用（如返回值）
• 实例成员变量不能被 mut 函数内的 Lambda 捕获

3.7 接口中的 mut

• 接口函数可声明为 mut
• 结构体实现接口时须精确匹配 mut 修饰符（mut↔mut, 非mut↔非mut）
• 类实现接口时忽略 mut（直接使用普通 func）
• 将结构体实例赋给接口类型变量时会复制。通过接口变量调用 mut 函数修改的是副本，不影响原始结构体

3.8 mut 函数使用限制

规则 1：let 声明的结构体变量不能调用 mut 函数

let a = Foo()
a.f()    // 错误：a 是 let 声明的结构体
var b = Foo()
b.f()    // 正确：b 是 var
let c: I = Foo()
c.f()    // 正确：c 是接口类型，非结构体类型

规则 2：结构体类型变量上的 mut 函数不能作为一等公民使用

var a = Foo()
var fn = a.f    // 错误：不能将 mut 函数作为一等公民使用
var b: I = Foo()
fn = b.f        // 正确：b 是接口类型

规则 3：非 mut 实例成员函数不能调用 mut 函数；mut 函数可以调用非 mut 函数

struct Foo {
    var i = 0
    public mut func f(): Unit {
        i += 1
        g()     // 正确：mut 可调用非 mut
    }
    public func g(): Unit {
        f()     // 错误：非 mut 不能调用 mut
    }
}