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速成Go语言实战指南:从入门到实践的学习心得与记录

最编程 2024-02-16 18:16:32
...

Go学习笔记

1.基础

Go程序设计的一些规则

Go之所以会那么简洁,是因为它有一些默认的行为:

  • 大写字母开头的变量是可导出的,也就是其它包可以读取 的,是公用变量;小写字母开头的就是不可导出的,是私有变量。
  • 大写字母开头的函数也是一样,相当于class 中的带public关键词的公有函数;小写字母开头的就是有private关键词的私有函数。

for

Go里面最强大的一个控制逻辑就是for,它即可以用来循环读取数据,又可以当作while来控制逻辑,还能迭代操
作。它的语法如下:

for expression1; expression2; expression3 {
	//...
}

expression1、expression2和expression3都是表达式,其中expression1和expression3是变量声明或者
函数调用返回值之类的,expression2是用来条件判断,expression1在循环开始之前调用,expression3在每
轮循环结束之时调用。

一个例子比上面讲那么多更有用,那么我们看看下面的例子吧:

package main
import "fmt"
func main() {
	sum := 0;
	for index:=0; index < 10 ; index++ {
		sum += index
	}
	fmt.Println("sum is equal to ", sum)
}
// 输出:sum is equal to 45

有些时候需要进行多个赋值操作,由于Go里面没有,操作,那么可以使用平行赋值i, j = i+1, j-1

有些时候如果我们忽略expression1和expression3:

sum := 1
for ; sum < 1000; {
	sum += sum
}

其中;也可以省略,那么就变成如下的代码了,是不是似曾相识?对,这就是while的功能。

sum := 1
for sum < 1000 {
	sum += sum
}

在循环里面有两个关键操作break和continue ,break操作是跳出当前循环,continue是跳过本次循环。当嵌套
过深的时候,break可以配合标签使用,即跳转至标签所指定的位置,详细参考如下例子:

for index := 10; index>0; index-- {
	if index == 5{
		break // 或者continue
	}
	fmt.Println(index)
}
// break打印出来10、9、8、7、6
// continue打印出来10、9、8、7、6、4、3、2、1

break和continue还可以跟着标号,用来跳到多重循环中的外层循环

for配合range可以用于读取slice和map的数据:

for k,v:=range map {
	fmt.Println("map's key:",k)
	fmt.Println("map's val:",v)
}

由于 Go 支持 “多值返回”, 而对于“声明而未被调用”的变量, 编译器会报错, 在这种情况下, 可以使用_来丢弃
不需要的返回值 例如

for _, v := range map{
	fmt.Println("map's val:", v)
}

switch

有些时候你需要写很多的if-else来实现一些逻辑处理,这个时候代码看上去就很丑很冗长,而且也不易于以后的维 护,这个时候switch就能很好的解决这个问题。它的语法如下

switch sExpr {
	case expr1:
		some instructions
	case expr2:
		some other instructions
	case expr3:
		some other instructions
	default:
		other code
}

sExpr和expr1、expr2、expr3的类型必须一致。Go的switch非常灵活,表达式不必是常量或整数,执行的过程
从上至下,直到找到匹配项;而如果switch没有表达式,它会匹配true。

i := 10
switch i {
	case 1:
		fmt.Println("i is equal to 1")
	case 2, 3, 4:
		fmt.Println("i is equal to 2, 3 or 4")
	case 10:
		fmt.Println("i is equal to 10")
	default:
		fmt.Println("All I know is that i is an integer")
}

在第5行中,我们把很多值聚合在了一个case里面,同时,Go里面switch默认相当于每个case最后带有break,匹
配成功后不会自动向下执行其他case,而是跳出整个switch, 但是可以使用fallthrough强制执行后面的case代
码。

integer := 6
switch integer {
	case 4:
		fmt.Println("The integer was <= 4")
		fallthrough
	case 5:
		fmt.Println("The integer was <= 5")
		fallthrough
	case 6:
		fmt.Println("The integer was <= 6")
		fallthrough
	case 7:
		fmt.Println("The integer was <= 7")
		fallthrough
	case 8:
		fmt.Println("The integer was <= 8")
		fallthrough
	default:
		fmt.Println("default case")
}

上面的程序将输出

The integer was <= 6
The integer was <= 7
The integer was <= 8
default case

字符串

我们在上一节中讲过,Go中的字符串都是采用UTF-8字符集编码。字符串是用一对双引号(“”)或反引号( )括
起来定义,它的类型是string。

//示例代码
var frenchHello string // 声明变量为字符串的一般方法
var emptyString string = "" // 声明了一个字符串变量,初始化为空字符串
func test() {
	no, yes, maybe := "no", "yes", "maybe" // 简短声明,同时声明多个变量
	japaneseHello := "Ohaiou" // 同上
	frenchHello = "Bonjour" // 常规赋值
}

在Go中字符串是不可变的,例如下面的代码编译时会报错:

var s string = "hello"
s[0] = 'c' 

但如果真的想要修改怎么办呢?下面的代码可以实现:

s := "hello"
c := []byte(s) // 将字符串 s 转换为 []byte 类型
c[0] = 'c'
s2 := string(c) // 再转换回 string 类型
fmt.Printf("%s\n", s2)

Go中可以使用+操作符来连接两个字符串:

s := "hello,"
m := " world"
a := s + m
fmt.Printf("%s\n", a)

修改字符串也可写为:

s := "hello"
s = "c" + s[1:] // 字符串虽不能更改,但可进行切片操作
fmt.Printf("%s\n", s)

如果要声明一个多行的字符串怎么办?可以通过`来声明:

m := `hello
world`
//` 括起的字符串为Raw字符串,即字符串在代码中的形式就是打印时的形式,它没有字符转义,换行也将原样输出。

slice

在很多应用场景中,数组并不能满足我们的需求。在初始定义数组时,我们并不知道需要多大的数组,因此我们就需 要“动态数组”。在Go里面这种数据结构叫slice

slice并不是真正意义上的动态数组,而是一个引用类型。slice总是指向一个底层array,slice的声明也可以像 array一样,只是不需要长度。

对于slice有几个有用的内置函数:

  • len 获取slice的长度 cap 获取slice的最大容量
  • append 向slice里面追加一个或者多个元素,然后返回一个和slice一样类型的slice
  • copy 函数copy从源slice的src中复制元素到目标dst,并且返回复制的元素的个数

注:append函数会改变slice所引用的数组的内容,从而影响到引用同一数组的其它slice。 但当slice中没有剩余空间(即(cap-len) == 0)时,此时将动态分配新的数组空间。返回的slice数组指针将指向这个空间,而原 数组的内容将保持不变;其它引用此数组的slice则不受影响。

package main

import "fmt"

func main() {
	nums := []int{1, 2, 3}
	nums = append(nums, 4) // 添加元素
	nums = append(nums, 5) // 添加元素
	fmt.Printf("nums的长度是:", len(nums))
	fmt.Printf("nums的最大容量是:", cap(nums))
	//nums[0] = 5
	fmt.Println(nums)
	for _, num := range nums {
		fmt.Println(num)
	}
	//fmt.Println(nums[0:3])// 切片

	// 删除索引为2个元素(本质是取索引为2的元素前面的和索引为三开始的)
	nums = append(nums[:2], nums[3:]...)
	fmt.Println(nums) // 切片
}

map

package main

type student struct {
	id string
}

func main() {
	var map1 = make(map[string]student, 10)
	map1["123"] = student{"123"}
	map1["124"] = student{"124"}
	map1["125"] = student{"19999"}
	println(len(map1))
	delete(map1, "126")
	println(len(map1))
	student, ok := map1["125"]
	if ok {
		println(student.id)
	}
}

make、new操作

make用于内建类型(map、slice 和channel)的内存分配。

new用于各种类型的内存分配。 内建函数new本质上说跟其它语言中的同名函数功能一样:new(T)分配了零值填充的T类型的内存空间,并且返回其 地址,即一个*T类型的值。用Go的术语说,它返回了一个指针,指向新分配的类型T的零值。有一点非常重要: new返回指针

内建函数make(T, args)与new(T)有着不同的功能,make只能创建slice、map和channel,并且返回一个有初 始值(非零)的T类型,而不是*T。本质来讲,导致这三个类型有所不同的原因是指向数据结构的引用在使用前必须被 初始化。例如,一个slice,是一个包含指向数据(内部array)的指针、长度和容量的三项描述符;在这些项目被初始化之前,slice为nil。对于slice、map和channel来说,make初始化了内部的数据结构,填充适当的值。

make返回初始化后的(非零)值。

错误类型

Go内置有一个error类型,专门用来处理错误信息,Go的package里面还专门有一个包errors来处理错误:

err := errors.New("emit macho dwarf: elf header corrupted") 
if err != nil {
    fmt.Print(err)
}

iota枚举

Go里面有一个关键字iota,这个关键字用来声明enum的时候采用,它默认开始值是0,每调用一次加1:

const(
	x = iota // x == 0
	y = iota // y == 1
	z = iota // z == 2
	w // 常量声明省略值时,默认和之前一个值的字面相同。这里隐式地说w = iota,因此w == 3。其实上面y和z可同样不用"= iota"
)
const v = iota // 每遇到一个const关键字,iota就会重置,此时v == 0

goto

Go有goto语句——请明智地使用它。用goto跳转到必须在当前函数内定义的标签。例如假设这样一个循环:

func myFunc() {
	i := 0
Here: //这行的第一个词,以冒号结束作为标签
	println(i)
	i++
	goto Here //跳转到Here去
}

标签名是大小写敏感的。

2.函数

特性

函数是Go里面的核心设计,它通过关键字func来声明,它的格式如下

func funcName(input1 type1, input2 type2) (output1 type1, output2 type2) {
	//这里是处理逻辑代码
	//返回多个值
	return value1, value2
}

上面的代码我们看出

  • 关键字func用来声明一个函数funcName
  • 函数可以有一个或者多个参数,每个参数后面带有类型,通过,分隔
  • 函数可以返回多个值
  • 上面返回值声明了两个变量output1和output2,如果你不想声明也可以,直接就两个类型
  • 如果只有一个返回值且不声明返回值变量,那么你可以省略 包括返回值 的括号
  • 如果没有返回值,那么就直接省略最后的返回信息
  • 如果有返回值, 那么必须在函数的外层添加return语句

下面我们来看一个实际应用函数的例子(用来计算Max值)

package main
import "fmt"
// 返回a、b中最大值.
func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}
func main() {
	x := 3
	y := 4
	z := 5
	max_xy := max(x, y) //调用函数max(x, y)
	max_xz := max(x, z) //调用函数max(x, z)
	fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, y, max_xy)
	fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, z, max_xz)
	fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", y, z, max(y,z)) // 也可在这直接调用它
}

上面这个里面我们可以看到max函数有两个参数,它们的类型都是int,那么第一个变量的类型可以省略(即 a,b int,而非 a int, b int),默认为离它最近的类型,同理多于2个同类型的变量或者返回值。同时我们注意到它的返 回值就是一个类型,这个就是省略写法。

多个返回值

Go语言比C更先进的特性,其中一点就是函数能够返回多个值。

变参

Go函数支持变参。接受变参的函数是有着不定数量的参数的。为了做到这点,首先需要定义函数使其接受变参: func myfunc(arg ...int) {}

arg ...int告诉Go这个函数接受不定数量的参数。注意,这些参数的类型全部是int。在函数体中,变量arg是一 个int的slice:

for _, n := range arg {
	fmt.Printf("And the number is: %d\n", n)
}

传值与传指针

当我们传一个参数值到被调用函数里面时,实际上是传了这个值的一份copy,当在被调用函数中修改参数值的时候, 调用函数中相应实参不会发生任何变化,因为数值变化只作用在copy上。

package main
import "fmt"
//简单的一个函数,实现了参数+1的操作
func add1(a int) int {
	a = a+1 // 我们改变了a的值
	return a //返回一个新值
}
func main() {
	x := 3
	fmt.Println("x = ", x) // 应该输出 "x = 3"
	x1 := add1(x) //调用add1(x)
	fmt.Println("x+1 = ", x1) // 应该输出"x+1 = 4"
	fmt.Println("x = ", x) // 应该输出"x = 3"
}

看到了吗?虽然我们调用了add1函数,并且在add1中执行a = a+1操作,但是上面例子中x变量的值没有发生变化

理由很简单:因为当我们调用add1的时候,add1接收的参数其实是x的copy,而不是x本身。 那你也许会问了,如果真的需要传这个x本身,该怎么办呢?

这就牵扯到了所谓的指针。我们知道,变量在内存中是存放于一定地址上的,修改变量实际是修改变量地址处的内 存。只有add1函数知道x变量所在的地址,才能修改x变量的值。所以我们需要将x所在地址&x传入函数,并将函数 的参数的类型由int改为*int,即改为指针类型,才能在函数中修改x变量的值。此时参数仍然是按copy传递的,只 是copy的是一个指针。请看下面的例子

package main
import "fmt"
//简单的一个函数,实现了参数+1的操作
func add1(a *int) int { // 请注意,
	*a = *a+1 // 修改了a的值
	return *a // 返回新值
}
func main() {
	x := 3
	fmt.Println("x = ", x) // 应该输出 "x = 3"
	x1 := add1(&x) // 调用 add1(&x) 传x的地址
	fmt.Println("x+1 = ", x1) // 应该输出 "x+1 = 4"
	fmt.Println("x = ", x) // 应该输出 "x = 4"
}
传指针有什么好处呢?
  • 传指针使得多个函数能操作同一个对象。

  • 传指针比较轻量级 (8bytes),只是传内存地址,我们可以用指针传递体积大的结构体。如果用参数值传递的 话, 在每次copy上面就会花费相对较多的系统开销(内存和时间)。所以当你要传递大的结构体的时候,用 指针是一个明智的选择。

  • Go语言中string,slice,map这三种类型的实现机制类似指针,所以可以直接传递,而不用取地址后传递 指针。(注:若函数需改变slice的长度,则仍需要取地址传递指针)

defer

Go语言中有种不错的设计,即延迟(defer)语句,你可以在函数中添加多个defer语句。当函数执行到最后时,这些 defer语句会按照逆序执行,最后该函数返回。特别是当你在进行一些打开资源的操作时,遇到错误需要提前返回, 在返回前你需要关闭相应的资源,不然很容易造成资源泄露等问题。如下代码所示,我们一般写打开一个资源是这样 操作的:

func ReadWrite() bool {
	file.Open("file")
	// 做一些工作
	if failureX {
		file.Close()
		return false
	}
	if failureY {
		file.Close()
		return false
	}
	file.Close()
	return true
}

我们看到上面有很多重复的代码,Go的defer有效解决了这个问题。使用它后,不但代码量减少了很多,而且程序变 得更优雅。在defer后指定的函数会在函数退出前调用。

func ReadWrite() bool {
	file.Open("file")
	defer file.Close()
	if failureX {
		return false
	}
	if failureY {
		return false
	}
	return true
}

如果有很多调用defer,那么defer是采用后进先出模式,所以如下代码会输出4 3 2 1 0

for i := 0; i < 5; i++ {
	defer fmt.Printf("%d ", i)
}

函数作为值、类型

在Go中函数也是一种变量,我们可以通过type来定义它,它的类型就是所有拥有相同的参数,相同的返回值的一种类型

函数作为类型到底有什么好处呢?那就是可以把这个类型的函数当做值来传递

package main

import "fmt"

 type testInt func(int) bool // 声明了一个函数类型
func isOdd(integer int) bool {
	if integer%2 == 0 {
		return false
	}
	return true
}
func isEven(integer int) bool {
	if integer%2 == 0 {
		return true
	}
	return false
}

// 声明的函数类型在这个地方当做了一个参数
func filter(slice []int, f testInt) []int {
	var result []int
	for _, value := range slice {
		if f(value) {
			result = append(result, value)
		}
	}
	return result
}
func main() {
	slice := []int{1, 2, 3, 4, 5, 7}
	fmt.Println("slice = ", slice)
	odd := filter(slice, isOdd) // 函数当做值来传递了
	fmt.Println("Odd elements of slice are: ", odd)
	even := filter(slice, isEven) // 函数当做值来传递了
	fmt.Println("Even elements of slice are: ", even)
}

函数当做值和类型在我们写一些通用接口的时候非常有用,通过上面例子我们看到testInt这个类型是一个函数类 型,然后两个filter函数的参数和返回值与testInt类型是一样的,但是我们可以实现很多种的逻辑,这样使得我们的程序变得非常的灵活

Panic和Recover

Go没有像Java那样的异常机制,它不能抛出异常,而是使用了panic和recover机制。一定要记住,你应当把它作为 最后的手段来使用,也就是说,你的代码中应当没有,或者很少有panic的东西。这是个强大的工具,请明智地使用它。那么,我们应该如何使用它呢?

Panic

是一个内建函数,可以中断原有的控制流程,进入一个令人恐慌的流程中。当函数F调用panic,函数F的执行被中 断,但是F中的延迟函数会正常执行,然后F返回到调用它的地方。在调用的地方,F的行为就像调用了panic。这一 过程继续向上,直到发生panic的goroutine中所有调用的函数返回,此时程序退出。恐慌可以直接调用panic产 生。也可以由运行时错误产生,例如访问越界的数组。

Recover

是一个内建的函数,可以让进入令人恐慌的流程中的goroutine恢复过来。recover仅在延迟函数中有效。在正常 的执行过程中,调用recover会返回nil,并且没有其它任何效果。如果当前的goroutine陷入恐慌,调用 recover可以捕获到panic的输入值,并且恢复正常的执行。

下面这个函数演示了如何在过程中使用panic

package main

import (
	"fmt"
)

func readSliceElement(slice []int, index int) {
	// 最后一个()表示立即调用该匿名函数
	defer func() {
		if r := recover(); r != nil {
			fmt.Println("Recovered from panic:", r)
		}
	}()

	if index < 0 || index >= len(slice) {
		panic("Index out of range")
	}

	fmt.Println("Element at index", index, ":", slice[index])
}

func main() {
	slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}

	// 正常读取
	readSliceElement(slice, 2)

	// 读取越界的索引
	readSliceElement(slice, 10)
}

main函数和init函数

Go里面有两个保留的函数:init函数(能够应用于所有的package)和main函数(只能应用于package main)。 这两个函数在定义时不能有任何的参数和返回值。虽然一个package里面可以写任意多个init函数,但这无论是对 于可读性还是以后的可维护性来说,我们都强烈建议用户在一个package中每个文件只写一个init函数。

Go程序会自动调用init()和main(),所以你不需要在任何地方调用这两个函数。每个package中的init函数都是 可选的,但package main就必须包含一个main函数。

程序的初始化和执行都起始于main包。如果main包还导入了其它的包,那么就会在编译时将它们依次导入。有时一个包会被多个包同时导入,那么它只会被导入一次(例如很多包可能都会用到fmt包,但它只会被导入一次,因为没有必要导入多次)。当一个包被导入时,如果该包还导入了其它的包,那么会先将其它包导入进来,然后再对这些包 中的包级常量和变量进行初始化,接着执行init函数(如果有的话),依次类推。等所有被导入的包都加载完毕 了,就会开始对main包中的包级常量和变量进行初始化,然后执行main包中的init函数(如果存在的话),最后执 行main函数。

在这里插入图片描述

3.struct类型

strut

Go语言中,也和C或者其他语言一样,我们可以声明新的类型,作为其它类型的属性或字段的容器。例如,我们可以 创建一个自定义类型person代表一个人的实体。这个实体拥有属性:姓名和年龄。这样的类型我们称struct。如下代码所示:

type person struct {
	name string
	age int
}

看到了吗?声明一个struct如此简单,上面的类型包含有两个字段

  • 一个string类型的字段name,用来保存用户名 称这个属性
  • 一个int类型的字段age,用来保存用户年龄这个属性

如何使用struct呢?请看下面的代码

type person struct {
	name string
	age int
}
var P person // P现在就是person类型的变量了
P.name = "Astaxie" // 赋值"Astaxie"给P的name属性.
P.age = 25 // 赋值"25"给变量P的age属性
fmt.Printf("The person's name is %s", P.name) // 访问P的name属性.

除了上面这种P的声明使用之外,还有两种声明使用方式

1.按照顺序提供初始化值
P := person{"Tom", 25}
2.通过field:value的方式初始化,这样可以任意顺序
P := person{age:24, name:"Tom"}

下面我们看一个完整的使用struct的例子

package main

import "fmt"

// 声明一个新的类型
type person struct {
	name string
	age  int
}

// 比较两个人的年龄,返回年龄大的那个人,并且返回年龄差
// struct也是传值的
func Older(p1, p2 person) (person, int) {
	if p1.age > p2.age { // 比较p1和p2这两个人的年龄
		return p1, p1.age - p2.age
	}
	return p2, p2.age - p1.age
}
func main() {
	var tom person
	// 赋值初始化
	tom.name, tom.age = "Tom", 18
	// 两个字段都写清楚的初始化
	bob := person{age: 25, name: "Bob"}

	// 按照struct定义顺序初始化值
	paul := person{"Paul", 43}
	tb_Older, tb_diff := Older(tom, bob)
	tp_Older, tp_diff := Older(tom, paul)
	bp_Older, bp_diff := Older(bob, paul)
	fmt.Printf
						

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