Julia中如何定义包含输入属性和计算属性的struct结构体

你遇到的报错是因为Julia的结构体定义块内仅支持声明属性的名称和类型，不能直接编写赋值表达式初始化计算属性，这部分逻辑需要放到构造方法中实现，以下是两种常用的实现方案：

方案1：预存计算属性到结构体（适合频繁访问计算属性的场景） #

通过内部构造方法，在创建结构体实例时自动计算k并存储为属性，代码实现如下：

struct Bar
    # 输入传入的属性
    E::Float64
    A::Float64
    L::Float64
    # 计算得到的属性
    k::Matrix{Float64}

    # 内部构造方法，仅需传入E、A、L三个参数，自动完成k的计算
    function Bar(E::Float64, A::Float64, L::Float64)
        k = (E * A / L) * [1.0 -1.0; -1.0 1.0]
        new(E, A, L, k)
    end
end

使用时直接调用Bar(2e5, 0.02, 3.0)即可得到完整的实例，实例的四个属性都可以直接访问。如果需要支持整数等其他数值类型输入，可以使用参数化结构体优化兼容性：

struct Bar{T<:Real}
    E::T
    A::T
    L::T
    k::Matrix{T}

    function Bar(E::T, A::T, L::T) where T<:Real
        k = (E * A / L) * [1 -1; -1 1]
        new{T}(E, A, L, k)
    end
end
# 外部构造方法，支持不同输入类型自动转换为统一类型
Bar(E::Real, A::Real, L::Real) = Bar(promote(E, A, L)...)

如果后续需要修改实例的属性值，只需要在struct前添加mutable关键字定义为可变结构体即可，构造逻辑不需要改动。

方案2：动态计算属性（适合不频繁访问计算属性、需要节省内存的场景） #

如果不需要将k存储到结构体中，仅在访问时动态计算，可以重载getproperty方法实现：

struct Bar
    E::Float64
    A::Float64
    L::Float64
end

# 重载属性访问逻辑，访问.k时自动计算返回
function Base.getproperty(b::Bar, prop::Symbol)
    if prop == :k
        E = getfield(b, :E)
        A = getfield(b, :A)
        L = getfield(b, :L)
        return (E*A/L)*[1.0 -1.0; -1.0 1.0]
    else
        return getfield(b, prop)
    end
end

这种实现下结构体仅存储三个输入属性，内存占用更低，但每次访问实例.k都会触发一次计算，适合计算量小、访问频率低的场景。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Tommy Blankinship