许吉友 - 运维

程序从 main 包开始运行。下面的程序通过导入路径 "fmt""math/rand" 来使用这两个包。

按照约定,包名与导入路径的最后一个元素一致。例如,"math/rand" 包中的源码均以 package rand 语句开始。

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

func main() {
    fmt.Println("My favorite number is", rand.Intn(10))
}

此代码用圆括号组合了导入,这是“分组”形式的导入语句。

当然你也可以编写多个导入语句,例如:

import "fmt"
import "math"

不过使用分组导入语句是更好的形式。

在 Go 中,如果一个名字以大写字母开头,那么它就是已导出的。例如,Pizza 就是个已导出名,Pi 也同样,它导出自 math 包。

pizzapi 并未以大写字母开头,所以它们是未导出的。

函数

函数可以没有参数或接受多个参数。

在本例中,add 接受两个 int 类型的参数。注意类型在变量名 之后

package main

import "fmt"

func add(x int, y int) int {
    return x + y
}

func main() {
    fmt.Println(add(42, 13))
}

当连续两个或多个函数的已命名形参类型相同时,除最后一个类型以外,其它都可以省略。

在本例中,

x int, y int

可以被缩写为

x, y int

多值返回

函数可以返回任意数量的返回值。

swap 函数返回了两个字符串。

package main

import "fmt"

func swap(x, y string) (string, string) {
    return y, x
}

func main() {
    a, b := swap("hello", "world")
    fmt.Println(a, b)
}

命名返回值

Go 的返回值可被命名,它们会被视作定义在函数顶部的变量。

返回值的名称应当具有一定的意义,它可以作为文档使用。

没有参数的 return 语句返回已命名的返回值。也就是 直接 返回。

直接返回语句应当仅用在下面这样的短函数中。在长的函数中它们会影响代码的可读性。

package main

import "fmt"

func split(sum int) (x, y int) {
    x = sum * 4 / 9
    y = sum - x
    return
}

func main() {
    fmt.Println(split(17))
}

变量

var 语句用于声明一个变量列表,跟函数的参数列表一样,类型在最后。

就像在这个例子中看到的一样,var 语句可以出现在包或函数级别。

package main

import "fmt"

var c, python, java bool

func main() {
    var i int
    fmt.Println(i, c, python, java)
}

变量的初始化

变量声明可以包含初始值,每个变量对应一个。

如果初始化值已存在,则可以省略类型;变量会从初始值中获得类型。

package main

import "fmt"

var i, j int = 1, 2

func main() {
    var c, python, java = true, false, "no!"
    fmt.Println(i, j, c, python, java)
}

短变量声明

在函数中,简洁赋值语句 := 可在类型明确的地方代替 var 声明。

函数外的每个语句都必须以关键字开始(var, func 等等),因此 := 结构不能在函数外使用。

基本类型

Go 的基本类型有

bool

string

int  int8  int16  int32  int64
uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr

byte // uint8 的别名

rune // int32 的别名
    // 表示一个 Unicode 码点

float32 float64

complex64 complex128

本例展示了几种类型的变量。 同导入语句一样,变量声明也可以“分组”成一个语法块。

int, uintuintptr 在 32 位系统上通常为 32 位宽,在 64 位系统上则为 64 位宽。 当你需要一个整数值时应使用 int 类型,除非你有特殊的理由使用固定大小或无符号的整数类型。

零值

没有明确初始值的变量声明会被赋予它们的 零值

零值是:

类型转换

表达式 T(v) 将值 v 转换为类型 T

一些关于数值的转换:

var i int = 42
var f float64 = float64(i)
var u uint = uint(f)

或者,更加简单的形式:

i := 42
f := float64(i)
u := uint(f)

与 C 不同的是,Go 在不同类型的项之间赋值时需要显式转换。试着移除例子中 float64uint 的转换看看会发生什么。

常量

常量的声明与变量类似,只不过是使用 const 关键字。

常量可以是字符、字符串、布尔值或数值。

常量不能用 := 语法声明。


控制结构

Go 只有一种循环结构:for 循环。for 循环和 C 、Java 的 for 循环的写法是一样的,只不过可以省略括号。大括号是必须的

for 是 Go 中的 “while”

此时你可以去掉分号,因为 C 的 while 在 Go 中叫做 for

package main

import "fmt"

func main() {
    sum := 1
    for sum < 1000 {
        sum += sum
    }
    fmt.Println(sum)
}

无限循环

如果省略循环条件,该循环就不会结束,因此无限循环可以写得很紧凑。

package main

func main() {
    for {
    }
}

Go 中的 if 和其他语言是一样的,只不过可以省略小括号而已。

Go 中的 switch 自动提供了在这些语言中每个 case 后面所需的 break 语句。

defer

defer 语句会将函数推迟到外层函数返回之后执行。

推迟调用的函数其参数会立即求值,但直到外层函数返回前该函数都不会被调用。

package main

import "fmt"

func main() {
    defer fmt.Println("world")

    fmt.Println("hello")
}

这回显示 hello \n world \n

defer 栈

推迟的函数调用会被压入一个栈中。当外层函数返回时,被推迟的函数会按照后进先出的顺序调用。

更多关于 defer 语句的信息,请阅读此博文


指针

Go 拥有指针。指针保存了值的内存地址。

类型 *T 是指向 T 类型值的指针。其零值为 nil

var p *int

& 操作符会生成一个指向其操作数的指针。

i := 42
p = &i

* 操作符表示指针指向的底层值。

fmt.Println(*p) // 通过指针 p 读取 i
*p = 21         // 通过指针 p 设置 i

这也就是通常所说的“间接引用”或“重定向”。

与 C 不同,Go 没有指针运算。

总体来说, Go 的指针还是比较简单的,需要注意的是,* 有两种 用处,一种是声明,一种是取值。

结构体

一个结构体(struct)就是一组字段(field)。

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    X int
    Y int
}

func main() {
    fmt.Println(Vertex{1, 2})
}

结构体字段

结构体字段使用点号来访问。

结构体指针

结构体字段可以通过结构体指针来访问。

如果我们有一个指向结构体的指针 p,那么可以通过 (*p).X 来访问其字段 X。不过这么写太啰嗦了,所以语言也允许我们使用隐式间接引用,直接写 p.X 就可以。

这里有个语法糖需要注意:

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    X int
    Y int
}

func main() {
    v := Vertex{1, 2}
    p := &v
    p.X = 1e9
    fmt.Println(v)
}

结构体文法

结构体文法通过直接列出字段的值来新分配一个结构体。

使用 Name: 语法可以仅列出部分字段。(字段名的顺序无关。)

特殊的前缀 & 返回一个指向结构体的指针。

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    X, Y int
}

var (
    v1 = Vertex{1, 2}  // 创建一个 Vertex 类型的结构体
    v2 = Vertex{X: 1}  // Y:0 被隐式地赋予
    v3 = Vertex{}      // X:0 Y:0
    p  = &Vertex{1, 2} // 创建一个 *Vertex 类型的结构体(指针)
)

func main() {
    fmt.Println(v1, p, v2, v3)
}

还要注意这里 var () 的使用方式。

数组

类型 [n]T 表示拥有 nT 类型的值的数组。

表达式

var a [10]int

会将变量 a 声明为拥有 10 个整数的数组。

数组的长度是其类型的一部分,因此数组不能改变大小。这看起来是个限制,不过没关系,Go 提供了更加便利的方式来使用数组。

切片

每个数组的大小都是固定的。而切片则为数组元素提供动态大小的、灵活的视角。在实践中,切片比数组更常用。

类型 []T 表示一个元素类型为 T 的切片。

切片通过两个下标来界定,即一个上界和一个下界,二者以冒号分隔:

a[low : high]

它会选择一个半开区间,包括第一个元素,但排除最后一个元素。

以下表达式创建了一个切片,它包含 a 中下标从 1 到 3 的元素:

a[1:4]

切片就像数组的引用

切片并不存储任何数据,它只是描述了底层数组中的一段。

更改切片的元素会修改其底层数组中对应的元素。

与它共享底层数组的切片都会观测到这些修改。

切片文法

切片文法类似于没有长度的数组文法。

这是一个数组文法:

[3]bool{true, true, false}

下面这样则会创建一个和上面相同的数组,然后构建一个引用了它的切片:

[]bool{true, true, false}

用 make 创建切片

切片可以用内建函数 make 来创建,这也是你创建动态数组的方式。

make 函数会分配一个元素为零值的数组并返回一个引用了它的切片:

a := make([]int, 5)  // len(a)=5

要指定它的容量,需向 make 传入第三个参数:

b := make([]int, 0, 5) // len(b)=0, cap(b)=5

b = b[:cap(b)] // len(b)=5, cap(b)=5
b = b[1:]      // len(b)=4, cap(b)=4

映射

映射将键映射到值。

映射的零值为 nilnil 映射既没有键,也不能添加键。

make 函数会返回给定类型的映射,并将其初始化备用。

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    Lat, Long float64
}

var m map[string]Vertex

func main() {
    m = make(map[string]Vertex)
    m["Bell Labs"] = Vertex{
        40.68433, -74.39967,
    }
    fmt.Println(m["Bell Labs"])
}

函数值

函数也是值。它们可以像其它值一样传递。

函数值可以用作函数的参数或返回值。

函数的闭包

Go 函数可以是一个闭包。闭包是一个函数值,它引用了其函数体之外的变量。该函数可以访问并赋予其引用的变量的值,换句话说,该函数被这些变量“绑定”在一起。

例如,函数 adder 返回一个闭包。每个闭包都被绑定在其各自的 sum 变量上。


方法

Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。

方法就是一类带特殊的 接收者 参数的函数。

方法接收者在它自己的参数列表内,位于 func 关键字和方法名之间。

在此例中,Abs 方法拥有一个名为 v,类型为 Vertex 的接收者。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs())
}

方法(续)

你也可以为非结构体类型声明方法。

在此例中,我们看到了一个带 Abs 方法的数值类型 MyFloat

你只能为在同一包内定义的类型的接收者声明方法,而不能为其它包内定义的类型(包括 int 之类的内建类型)的接收者声明方法。

(译注:就是接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内;不能为内建类型声明方法。)

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

func main() {
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    fmt.Println(f.Abs())
}

指针接收者

这里要注意,这里需要考虑 go 语言的引用和拷贝。

你可以为指针接收者声明方法。

这意味着对于某类型 T,接收者的类型可以用 *T 的文法。(此外,T 不能是像 *int 这样的指针。)

例如,这里为 *Vertex 定义了 Scale 方法。

指针接收者的方法可以修改接收者指向的值(就像 Scale 在这做的)。由于方法经常需要修改它的接收者,指针接收者比值接收者更常用。

试着移除第 16 行 Scale 函数声明中的 *,观察此程序的行为如何变化。

若使用值接收者,那么 Scale 方法会对原始 Vertex 值的副本进行操作。(对于函数的其它参数也是如此。)Scale 方法必须用指针接受者来更改 main 函数中声明的 Vertex 的值。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    v.Scale(10)
    fmt.Println(v.Abs())
}

接口

接口类型 是由一组方法签名定义的集合。

接口类型的变量可以保存任何实现了这些方法的值。

注意: 示例代码的 22 行存在一个错误。由于 Abs 方法只为 *Vertex (指针类型)定义,因此 Vertex(值类型)并未实现 Abser

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Abser interface {
    Abs() float64
}

func main() {
    var a Abser
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    v := Vertex{3, 4}

    a = f  // a MyFloat 实现了 Abser
    a = &v // a *Vertex 实现了 Abser

    // 下面一行,v 是一个 Vertex(而不是 *Vertex)
    // 所以没有实现 Abser。
    a = v

    fmt.Println(a.Abs())
}

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

自我感觉,在语言层面,go 的接口没那么强,都是靠类型推导。其实这是隐式接口实现。

接口与隐式实现

类型通过实现一个接口的所有方法来实现该接口。既然无需专门显式声明,也就没有“implements”关键字。

隐式接口从接口的实现中解耦了定义,这样接口的实现可以出现在任何包中,无需提前准备。

因此,也就无需在每一个实现上增加新的接口名称,这样同时也鼓励了明确的接口定义。

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

// 此方法表示类型 T 实现了接口 I,但我们无需显式声明此事。
func (t T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I = T{"hello"}
    i.M()
}

接口值

接口也是值。它们可以像其它值一样传递。

接口值可以用作函数的参数或返回值。

在内部,接口值可以看做包含值和具体类型的元组:

(value, type)

接口值保存了一个具体底层类型的具体值。

接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

type F float64

func (f F) M() {
    fmt.Println(f)
}

func main() {
    var i I

    i = &T{"Hello"}
    describe(i)
    i.M()

    i = F(math.Pi)
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

底层值为 nil 的接口值

即便接口内的具体值为 nil,方法仍然会被 nil 接收者调用。

在一些语言中,这会触发一个空指针异常,但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它(如本例中的 M 方法)。

注意: 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil。

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    if t == nil {
        fmt.Println("<nil>")
        return
    }
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I

    var t *T
    i = t
    describe(i)
    i.M()

    i = &T{"hello"}
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

nil 接口值

nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。

为 nil 接口调用方法会产生运行时错误,因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个 具体 方法的类型。

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

func main() {
    var i I
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

空接口

指定了零个方法的接口值被称为 空接口:

interface{}

空接口可保存任何类型的值。(因为每个类型都至少实现了零个方法。)

空接口被用来处理未知类型的值。例如,fmt.Print 可接受类型为 interface{} 的任意数量的参数。

类型选择

类型选择 是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

类型选择与一般的 switch 语句相似,不过类型选择中的 case 为类型(而非值), 它们针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。

switch v := i.(type) {
case T:
    // v 的类型为 T
case S:
    // v 的类型为 S
default:
    // 没有匹配,v 与 i 的类型相同
}

类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同,只是具体类型 T 被替换成了关键字 type

此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S。在 TS 的情况下,变量 v 会分别按 TS 类型保存 i 拥有的值。在默认(即没有匹配)的情况下,变量 vi 的接口类型和值相同。

package main

import "fmt"

func do(i interface{}) {
    switch v := i.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Twice %v is %v\n", v, v*2)
    case string:
        fmt.Printf("%q is %v bytes long\n", v, len(v))
    default:
        fmt.Printf("I don't know about type %T!\n", v)
    }
}

func main() {
    do(21)
    do("hello")
    do(true)
}

关于协程,参考 Golang协程入门.md