go tour - Go 入门实验教程

it2022-05-09  50

在线实验地址 - 官网 在线实验地址 - 国内

可以将官方教程作为独立程序在本地安装使用,这样无需访问互联网就能运行,且速度更快,因为是在你的机器上构建并运行代码示例。

本地运行此教程的中文版的步骤如下:

下载并安装 Go用 go get 命令来安装 gotour: go get github.com/Go-zh/tour/gotour 运行产生的 gotour 可执行文件

如果要运行英文版教程,除了使用 go get golang.org/x/tour/gotour gotour 命令从官网下载程序(需要翻蔷)并安装外,还可以直接从命令行启动这个教程:go tool tour。

基础

包、变量和函数

package

package main import ( "fmt" "math/rand" ) func main() { rand.Seed(10) fmt.Println("My favorite number is", 666) fmt.Println("My favorite number is", rand.Intn(10)) }

每个 Go 程序都是由包构成的。

程序从 main 包开始运行。

本程序通过导入路径 “fmt” 和 “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。

注意:* 此程序的运行环境是固定的,因此 rand.Intn 总是会返回相同的数字。要得到不同的数字,需为生成器提供不同的种子,参见 rand.Seed。

import

package main import ( "fmt" "math" ) func main() { fmt.Printf("Now you have %v problems.", math.Sqrt(7)) }

此代码用圆括号组合多个导入的包,推荐。

当然也可以使用多个导入语句分别导入每一个包,例如:

import "fmt" import "math"

export name

package main import ( "fmt" "math" ) func main() { fmt.Println(math.Pi) }

在 Go 中,如果变量、常量或方法的名字以大写字母开头,那么它就是已导出的,可以被外部使用。例如,Pizza 就是个已导出名,Pi 也同样,它导出自 math 包。

pizza 和 pi 并未以大写字母开头,所以它们是未导出的。

在导入一个包时,只能引用其中已导出的元素。任何“未导出”的名字在该包外均无法访问。

函数

package main import "fmt" func add(x int, y int) int { return x + y } /* func add(x, y int) int { return x + y } */ func main() { fmt.Println(add(42, 13)) }

函数可以有 0 个、1 个或多个参数。

当函数的连续两个或多个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(参考上面注释的函数)。

如果想了解为何类型是这个样子的,可以参考 Go 的声明语法。

多返回值的函数

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) }

函数可以返回任意多个返回值。

将函数的返回值命名

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)) }

Go 的返回值可被命名,命名后会被视作定义在函数顶部的变量。

返回值的名称应该可以准确描述其意义。

没有参数的 return 语句会返回已命名的返回值。

不推荐,因为在长函数中命名返回值会影响代码的可读性。

变量

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

var 语句用于声明变量的列表,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。

变量初始化

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) }

变量声明可以包含初始值,每个变量对应一个。

如果存在初始化值,则可以省略变量的类型;变量会从初始化值中自动获取类型。

变量的短声明

package main import "fmt" func main() { var i, j int = 1, 2 k := 3 c, python, java := true, false, "no!" fmt.Println(i, j, k, c, python, java) }

在函数中,可在类型明确的地方使用简短的赋值语句 := 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),因此 := 不能在函数外使用。

基本类型

package main import ( "fmt" "math/cmplx" ) var ( ToBe bool = false MaxInt uint64 = 1<<64 - 1 z complex128 = cmplx.Sqrt(-5 + 12i) ) func main() { fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", ToBe, ToBe) fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", MaxInt, MaxInt) fmt.Printf("Type: %T Value: %v\n", z, z) }

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

跟导入语句一样,变量声明也可以用小括号“分组”成一个语法块。

int、uint 和 uintptr 在 32 位系统上通常为 32 位宽,在 64 位系统上则为 64 位宽。当需要一个整数值时应使用 int 类型,除非你有明确的需求需要使用固定大小或无符号的整数类型。

零值

package main import "fmt" func main() { var i int var f float64 var b bool var s string fmt.Printf("%v %v %v %q\n", i, f, b, s) }

没有明确初始值的变量声明会被赋予零值:

数值类型为 0布尔类型为 false字符串类型为 “”(空字符串)

类型转换

package main import ( "fmt" "math" ) func main() { var x, y int = 3, 4 var f float64 = math.Sqrt(float64(x*x + y*y)) var z uint = (f) fmt.Println(x, y, z) }

表达式 T(v) 将值 v 转换为类型 T。

与 C 不同的是,Go 在不同类型之间赋值时需要显式转换。类型不同时会触发报错。

类型推断

package main import "fmt" func main() { v := 42 // change me! fmt.Printf("v is of type %T\n", v) }

在声明一个变量而不指定其类型时(即使用不带类型的 := 语法或 var = 表达式语法),变量的类型由右值推导得出。

当右值声明了类型时,新变量的类型与其相同:当右值是未指明类型的数值常量时,新变量的类型就可能是 int、float64 或 complex128,这取决于常量的精度: i := 42 // int f := 3.142 // float64 g := 0.867 + 0.5i // complex128

常量

package main import "fmt" const Pi = 3.14 func main() { const World = "世界" fmt.Println("Hello", World) fmt.Println("Happy", Pi, "Day") const Truth = true fmt.Println("Go rules?", Truth) }

常量的声明与变量类似,只是使用 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。

数值常量

package main import "fmt" const ( // Create a huge number by shifting a 1 bit left 100 places. // In other words, the binary number that is 1 followed by 100 zeroes. Big = 1 << 100 // Shift it right again 99 places, so we end up with 1<<1, or 2. Small = Big >> 99 ) func needInt(x int) int { return x*10 + 1 } func needFloat(x float64) float64 { return x * 0.1 } func main() { fmt.Println(needInt(Small)) fmt.Println(needFloat(Small)) fmt.Println((Big)) fmt.Println(needFloat(Big)) }

数值常量是高精度值。

一个未指定类型的常量由上下文来决定其类型。

输出 needInt(Big) 时会报错:

prog.go:21:21: constant 1267650600228229401496703205376 overflows int

流程控制语句:for、if、else、switch 及 defer

for

package main import "fmt" func main() { sum := 0 for i := 0; i < 10; i++ { sum += i } fmt.Println(sum) sum = 0 for ; sum < 1000; { sum += sum } fmt.Println(sum) }

Go 只有一种循环结构,即 for 循环。

基本的 for 循环由三部分组成,用分号分隔:

初始化语句:可选,在第一次循环之前执行条件表达式:在每次循环前求值后置语句:可选,在每次循环之后执行

初始化语句通常为简短的变量声明,该变量声明仅在 for 语句的作用域中可见。

一旦条件表达式的布尔值为 false,循环终止。

注意:和 C、Java、JavaScript 之类的语言不同,Go 的 for 语句后面没有小括号,大括号 { } 则是必须的。且左大括号必须与 for 在同一行。

for 的 while 用法

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

把 for 当做 while 使用时,可以去掉分号。C 的 while 在 Go 中也是 for。

for 无限循环

package main func main() { for { } }

如果省略循环条件,循环就不会结束,因此无限循环可以写得很紧凑。

if

package main import ( "fmt" "math" ) func sqrt(x float64) string { if x < 0 { return sqrt(-x) + "i" } return fmt.Sprint(math.Sqrt(x)) } func main() { fmt.Println(sqrt(2), sqrt(-4)) }

Go 的 if 语句与 for 循环类似,表达式外无需小括号 ( ) ,而大括号 { } 则是必须的。

if 的简短语句

package main import ( "fmt" "math" ) func pow(x, n, lim float64) float64 { if v := math.Pow(x, n); v < lim { return v } return lim } func main() { fmt.Println( pow(3, 2, 10), pow(3, 3, 20), ) }

同 for 一样,if 语句可以在条件表达式前执行一个简单的语句。该语句声明的变量的作用域仅在 if 之内。

if 与 else

package main import ( "fmt" "math" ) func pow(x, n, lim float64) float64 { if v := math.Pow(x, n); v < lim { return v } else { fmt.Printf("%g >= %g\n", v, lim) } // can't use v here, though return lim } func main() { fmt.Println( pow(3, 2, 10), pow(3, 3, 20), ) }

在 if 的简短语句中声明的变量同样可以在任何对应的 else 块中使用。

在 main 的 fmt.Println 调用开始前,两次对 pow 的调用均已执行并返回.

switch

package main import ( "fmt" "runtime" ) func main() { fmt.Print("Go runs on ") switch os := runtime.GOOS; os { case "darwin": fmt.Println("OS X.") case "linux": fmt.Println("Linux.") default: // freebsd, openbsd, // plan9, windows... fmt.Printf("%s.", os) } }

switch 是代替一连串 if - else 语句的简便方法。它按顺序判断 case 语句的值,并运行第一个值等于条件表达式的 case 语句。

Go 的 switch 语句跟 C、C++、Java、JavaScript 和 PHP 中的类似,不过 Go 只运行选定的 case,而不会自动贯穿。实际上,Go 自动在每个 case 后面添加了 break 语句。除非以 fallthrough 语句结束,否则分支会自动终止。Go 的另一点重要的不同在于 switch 的 case 无需为常量,且取值不必为整数。

switch 解析顺序

package main import ( "fmt" "time" ) func main() { fmt.Println("When's Saturday?") today := time.Now().Weekday() switch time.Saturday { case today + 0: fmt.Println("Today.") case today + 1: fmt.Println("Tomorrow.") case today + 2: fmt.Println("In two days.") default: fmt.Println("Too far away.") } }

switch 的 case 语句从上到下顺次执行,直到匹配成功时停止。

无条件的 switch

package main import ( "fmt" "time" ) func main() { t := time.Now() switch { case t.Hour() < 12: fmt.Println("Good morning!") case t.Hour() < 17: fmt.Println("Good afternoon.") default: fmt.Println("Good evening.") } }

没有条件的 switch 同 switch true 一样。

这种形式能将一长串 if-then-else 写得更加清晰。

defer

package main import "fmt" func main() { defer fmt.Println("world") fmt.Println("hello") fmt.Println("hello2") }

defer 语句写在函数之前,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。

defer 栈

package main import "fmt" func main() { fmt.Println("counting") for i := 0; i < 10; i++ { defer fmt.Println(i) } fmt.Println("done") }

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 defer-panic-and-recover。

类型:struct、slice、map

指针

package main import "fmt" func main() { i, j := 42, 2701 p := &i // point to i fmt.Println(*p) // read i through the pointer *p = 21 // set i through the pointer fmt.Println(i) // see the new value of i p = &j // point to j *p = *p / 37 // divide j through the pointer fmt.Println(j) // see the new value of j }

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 dereferencing”或“重定向 indirecting”。

与 C 不同,Go 没有指针运算。

结构体

package main import "fmt" type Vertex struct { X int Y int } func main() { fmt.Println(Vertex{1, 2}) }

结构体(struct)是字段的集合。

结构体字段

package main import "fmt" type Vertex struct { X int Y int } func main() { v := Vertex{1, 2} v.X = 4 fmt.Println(v.X) }

结构体中的字段用英文的句号来访问。

结构体指针

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) }

结构体中的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直接使用 p.X。

结构体文法

package main import "fmt" type Vertex struct { X, Y int } var ( v1 = Vertex{1, 2} // has type Vertex v2 = Vertex{X: 1} // Y:0 is implicit v3 = Vertex{Y: 3} // v3 = Vertex{} // X:0 and Y:0 p = &Vertex{1, 2} // has type *Vertex ) func main() { fmt.Println(v1, p, v2, v3) }

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。

数组

package main import "fmt" func main() { var a [2]string a[0] = "Hello" a[1] = "World" fmt.Println(a[0], a[1]) fmt.Println(a) primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13} fmt.Println(primes) fmt.Println(len(primes)) }

类型 [n]T 表示拥有 n 个 T 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 个整型元素的数组。

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 slice

package main import "fmt" func main() { primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13} var s []int = primes[1:4] fmt.Println(s) }

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

类型 []T 表示一个元素类型为 T 的 slice。

slice 通过以冒号分隔的上界和下界在数组中取一个切片:

a[low : high]

这是半开区间,包括第一个元素,不包括最后一个元素。

下面的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]

切片就像是对数组的引用

package main import "fmt" func main() { a := [3]int{1, 2, 3} s1 := a[0:2] s2 := a[1:3] s2[0] = 100 fmt.Println(a, s1, s2) }

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。

与这个切片共享底层数组的切片都会发现这些修改。

切片语法

package main import "fmt" func main() { q := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13} fmt.Println(q) r := []bool{true, false, true, true, false, true} fmt.Println(r) s := []struct { i int b bool }{ {2, true}, {3, false}, {5, true}, {7, true}, {11, false}, {13, true}, } fmt.Println(s) }

切片语法类似于没有长度的数组。

这是一个数组语法:

[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}

切片的默认上下边界

package main import "fmt" func main() { s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13} s = s[1:4] fmt.Println(s) s = s[:2] fmt.Println(s) s = s[1:] fmt.Println(s) }

在进行切片时,可以利用它的默认行为来忽略上下界。

切片下界的默认值为 0,上界则是该切片的长度。

对于数组 var a [10]int 来说,以下切片是等价的:

a[0:10] a[:10] a[0:] a[:]

切片长度及容量

package main import "fmt" func main() { a := []int{1, 2, 3, 4, 5} a = a[:0] printSlice(a) a = a[:4] printSlice(a) a = a[2:] printSlice(a) s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13} printSlice(s) // Slice the slice to give it zero length. s = s[:0] printSlice(s) // Extend its length. s = s[:4] printSlice(s) // Drop its first two values. s = s[2:] printSlice(s) } func printSlice(s []int) { fmt.Printf("len=%d cap=%d %v\n", len(s), cap(s), s) }

切片拥有 length 和 capacity。

切片的长度就是它所包含的元素个数。 切片的容量是从它的第一个元素开始数,到其底层数组末尾的元素个数。

切片 s 的长度和容量可通过表达式 len(s) 和 cap(s) 来获取。

可以通过重新切片来扩展切片的长度,只要它有足够的容量。试着修改示例程序中的切片操作,向外扩展它的容量,看看会发生什么。(会在运行时报错:panic: runtime error: slice bounds out of range)

nil 切片

package main import "fmt" func main() { var s []int fmt.Println(s, len(s), cap(s)) if s == nil { fmt.Println("nil!") } const a float64 = 1 << 100 fmt.Printf("%f", a) //fmt.Println(a) }

切片的零值是 nil。

nil 切片的长度和容量为 0,且没有分配底层数组。

用内置的 make 方法创建切片

package main import "fmt" func main() { a := make([]int, 5) printSlice("a", a) b := make([]int, 0, 5) printSlice("b", b) c := b[:2] printSlice("c", c) d := c[2:5] printSlice("d", d) } func printSlice(s string, x []int) { fmt.Printf("%s len=%d cap=%d %v\n", s, len(x), cap(x), x) }

切片可以用内置函数 make 来创建,这也是创建动态数组的方式。

make 函数会分配一个零值数组并返回引用这个数组的切片:

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

make 的第三个参数指定容量:

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

切片的切片

package main import ( "fmt" "strings" ) func main() { // Create a tic-tac-toe board. board := [][]string{ []string{"_", "_", "_"}, []string{"_", "_", "_", "+"}, []string{"_", "_", "_"}, } // The players take turns. board[0][0] = "X" board[2][2] = "O" board[1][2] = "X" board[1][0] = "O" board[0][2] = "X" for i := 0; i < len(board); i++ { fmt.Printf("%s\n", strings.Join(board[i], " ")) } }

切片可包含任何类型,包括切片。

向切片追加元素

package main import "fmt" func main() { var s []int printSlice(s) // append works on nil slices. s = append(s, 0) printSlice(s) // The slice grows as needed. s = append(s, 1) printSlice(s) // We can add more than one element at a time. s = append(s, 2, 3, 4) printSlice(s) } func printSlice(s []int) { fmt.Printf("len=%d cap=%d %v\n", len(s), cap(s), s) }

向切片追加元素是常见的操作,为此 Go 提供了内置的 append 函数。内置函数的文档 对此函数有详细的介绍。

func append(s []T, vs ...T) []T

append 的第一个参数 s 是一个元素类型为 T 的切片,其余的类型为 T 的值将会追加到该切片的末尾。

append 的结果是一个包含原切片所有元素加上新添加元素的切片。

当 s 的底层数组太小,不足以容纳所有给定的值时,它就会分配一个更大的数组。返回的切片会指向这个新分配的数组。

要了解切片的更多内容,请阅读文章 Go 切片:用法和本质。

range

package main import "fmt" var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128} func main() { for i, v := range pow { fmt.Printf("2**%d = %d\n", i, v) } for i := range pow { pow[i] = 1 << uint(i) // == 2**i } for _, value := range pow { fmt.Printf("%d\n", value) } }

for 循环的 range 形式可遍历切片或 map。

当使用 for 循环遍历切片时,每次循环都会返回两个值。第一个值为当前元素的下标,第二个值为该下标所对应元素的值的副本。可以将下标或值赋予 _ 来忽略它。

若只需要索引,去掉 “, value“” 的部分即可。

map

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"]) }

map 将键映射到值。

map 的零值是 nil。nil map 既没有键,也不能添加键。

make 函数会返回给定类型的 map,并将其初始化备用。

map 语法

package main import "fmt" type Vertex struct { Lat, Long float64 } var m = map[string]Vertex{ "Bell Labs": Vertex{ 40.68433, -74.39967, }, "Google": Vertex{ 37.42202, -122.08408, }, } var m2 = map[string]Vertex{ "Bell Labs": {40.68433, -74.39967}, "Google": {37.42202, -122.08408}, } func main() { fmt.Println(m) fmt.Println(m2) }

map 的语法与结构体相似,不过必须有键名。

若顶级类型只是一个类型名,你可以在文法的元素中省略它。

修改 map

package main import "fmt" func main() { m := make(map[string]int) m["Answer"] = 42 fmt.Println("The value:", m["Answer"]) m["Answer"] = 48 fmt.Println("The value:", m["Answer"]) delete(m, "Answer") fmt.Println("The value:", m["Answer"]) v, ok := m["Answer"] fmt.Println("The value:", v, "Present?", ok) }

对 map 中的元素进行增、删、改、查及判断元素是否存在的操作如下:

插入或修改元素: m[key] = elem 获取元素(若 key 不在 map 中,那么 elem 是该映射元素类型的零值): elem = m[key] 删除元素: delete(m, key) 检测某个键是否存在(若 key 在 map 中,ok 为 true;否则,ok 为 false): elem, ok = m[key]

同样的,当从 map 中读取某个不存在的键时,结果是 映射 的元素类型的零值。

注:若 elem 或 ok 还未声明,可以使用短变量声明:

elem, ok := m[key]

函数值

package main import ( "fmt" "math" ) func compute(fn func(float64, float64) float64) float64 { return fn(3, 4) } func main() { hypot := func(x, y float64) float64 { return math.Sqrt(x*x + y*y) } fmt.Println(hypot(5, 12)) fmt.Println(compute(hypot)) fmt.Println(compute(math.Pow)) }

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。

函数闭包

package main import "fmt" func adder() func(int) int { sum := 0 return func(x int) int { sum += x return sum } } func main() { pos, neg := adder(), adder() for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Println( pos(i), neg(-2*i), ) } }

Go 语言中的函数可以是一个闭包。闭包是一个函数值,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“绑定”在了这些变量上。

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。

方法和接口

方法和接口

方法

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()) }

Go 语言中没有类。不过可以为结构体类型定义方法。

方法就是带特殊的接收器类型(receiver)参数的函数。

方法接收器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 的接收器。

方法只是个带接收器参数的函数。

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

现在这个 Abs 的写法就是个正常的函数,功能并没有什么变化。

方法即函数,可以为非结构体类型声明方法

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()) }

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。

接收器的类型定义和方法声明必须在同一包内,不能为其它包内定义的类型(包括 int 之类的内建类型)的接收器声明方法。

指针接收器

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()) }

可以用指针接收器声明方法。

这意味着对于某类型 T,接收器的类型可以用 *T 表示。注意,T 不能是像 *int 这样的指针。

例如,这里为 *Vertex 定义了 Scale 方法。

具有指针接收器的方法可以修改接收器指向的值(就像 Scale 中做的)。由于方法经常需要修改它的接收器,指针接收器比值接收器更常用。

试着移除 Scale 函数声明中的 *,观察此程序的行为如何变化。(只改副本,原值不变)

使用值接收器时,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器来更改 main 函数中声明的 Vertex 的值。

指针与函数

package main import ( "fmt" "math" ) type Vertex struct { X, Y float64 } func Abs(v Vertex) float64 { return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y) } func Scale(v Vertex, f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func main() { v := Vertex{3, 4} Scale(v, 10) fmt.Println(Abs(v)) }

现在我们要把 Abs 和 Scale 方法重写为函数。

同样,我们先试着移除掉第 16 的 *。你能看出为什么程序的行为改变了吗?要怎样做才能让该示例顺利通过编译?

方法与间接指针

package main import "fmt" type Vertex struct { X, Y float64 } func (v *Vertex) Scale(f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func main() { v := Vertex{3, 4} v.Scale(2) ScaleFunc(&v, 10) p := &Vertex{4, 3} p.Scale(3) ScaleFunc(p, 8) fmt.Println(v, p) }

比较前两个程序,你大概会注意到带指针参数的函数必须接受一个指针:

var v Vertex ScaleFunc(v, 5) // 编译错误! ScaleFunc(&v, 5) // OK

而以指针为接收器的方法被调用时,接收器既可以是值又可以是指针:

var v Vertex v.Scale(5) // OK p := &v p.Scale(10) // OK

对于语句 v.Scale(5),即便 v 是个值而非指针,带指针接收器的方法也能被直接调用。也就是说,由于 Scale 方法有一个指针接收器,为方便起见,Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5)。

方法与间接指针 2

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 AbsFunc(v Vertex) float64 { return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y) } func main() { v := Vertex{3, 4} fmt.Println(v.Abs()) fmt.Println(AbsFunc(v)) p := &Vertex{4, 3} fmt.Println(p.Abs()) fmt.Println(AbsFunc(*p)) }

接受一个值作为参数的函数必须接受一个指定类型的值:

var v Vertex fmt.Println(AbsFunc(v)) // OK fmt.Println(AbsFunc(&v)) // 编译错误

而接收器类型是值而非指针的方法被调用时,接收器既可以是值又可以是指针:

var v Vertex fmt.Println(v.Abs()) // OK p := &v fmt.Println(p.Abs()) // OK

这种情况下,方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs()。

选择值接收器或指针接收器

package main import ( "fmt" "math" ) type Vertex struct { X, Y float64 } func (v *Vertex) Scale(f float64) { v.X = v.X * f v.Y = v.Y * f } func (v *Vertex) Abs() float64 { return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y) } func main() { v := &Vertex{3, 4} fmt.Printf("Before scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs()) v.Scale(5) fmt.Printf("After scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs()) }

使用指针接收器的原因有两个:

方法能够修改其接收器指向的值。避免在每次调用方法时复制该值。若值的类型为大型结构体时,这样做会更加高效。

在本例中,Scale 和 Abs 接收器的类型为 *Vertex,即便 Abs 并不需要修改其接收器。

通常来说,所有给定类型的方法都应该有值或指针接收器,但二者不应该混用。

接口

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 implements Abser a = &v // a *Vertex implements 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) }

接口类型是由一组方法签名定义的集合。

接口类型的值可以保存任何实现了这些方法的值。

接口是隐式实现的

package main import "fmt" type I interface { M() } type T struct { S string } // This method means type T implements the interface I, // but we don't need to explicitly declare that it does so. func (t T) M() { fmt.Println(t.S) } func main() { var i I = T{"hello"} i.M() }

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。

隐式实现接口将接口的定义从其实现中分离出来,可以在没有预先安排的情况下出现在任何包中。

接口值

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) }

在内部,接口值可以看做包含值和具体类型的元组 tuple:

(value, type)

接口值保存了一个具体底层类型的值。

调用接口值上的方法将在其底层类型上执行相同名称的方法。

底层值为 nil 的接口值

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) }

如果接口内的具体值为 nil,则该方法会被 nil 接收器调用。

在某些语言中,这会触发一个空指针异常,但是在 Go 中,有一些方法可以很好地处理被 nil 接收方调用的方法(如本例中的方法 M)。

请注意,保存 nil 具体值的接口值本身不为 ‘nil’。

nil 接口值

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) }

nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。

调用 nil 接口的方法会产生运行时错误,因为接口的元组内没有具体类型指明应该调用哪个具体方法。

空接口

package main import "fmt" func main() { var i interface{} describe(i) i = 42 describe(i) i = "hello" describe(i) } func describe(i interface{}) { fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i) }

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。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。

类型断言

package main import "fmt" func main() { var i interface{} = "hello" s := i.(string) fmt.Println(s) s, ok := i.(string) fmt.Println(s, ok) f, ok := i.(float64) fmt.Println(f, ok) f = i.(float64) // panic fmt.Println(f) }

类型断言提供对接口值的基础具体值的访问。

t := i.(T)

该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T,并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t。

若 i 并未保存 T 类型的值,该语句就会触发一个恐慌。

为了测试接口值是否保存了一个特定的类型,类型断言可返回两个值:底层值及断言是否成功的布尔值。

t, ok := i.(T)

若 i 保存了一个 T,那么 t 将会是其底层值,而 ok 为 true。

否则,ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值,程序并不会产生恐慌。

请注意这种语法和读取一个 map 时的相同之处。

类型选择

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) }

type switch 是允许串联几个类型断言的结构。

type switch 就像常规的 switch 语句,但 type switch 中的情况指定类型(不是值),并将这些值与给定接口值所保持的值的类型进行比较。

switch v := i.(type) { case T: // here v has type T case S: // here v has type S default: // no match; here v has the same type as i }

type switch 中的声明与类型断言 i.(T) 具有相同的语法,但特定类型 T 被替换为关键字类型。

这个 switch 语句测试接口值 i 是否保持 T 或 S 类型的值。在每个 T 和 S 情况下,变量 v 将分别为 T 或 S 类型并保存由 i 保存的值。在默认情况下(不存在匹配的情况下),变量 v 与 i 具有相同的接口类型和值。

Stringer

package main import "fmt" type Person struct { Name string Age int } func (p Person) String() string { return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age) } func main() { a := Person{"Arthur Dent", 42} z := Person{"Zaphod Beeblebrox", 9001} fmt.Println(a, z) }

最常用的接口之一是由 fmt 包定义的 Stringer。

type Stringer interface { String() string }

Stringer 是一种可以将自己描述为一个字符串的类型。fmt 软件包(以及其他许多软件包)会使用此接口来打印值。

Error

package main import ( "fmt" "time" ) type MyError struct { When time.Time What string } func (e *MyError) Error() string { return fmt.Sprintf("at %v, %s", e.When, e.What) } func run() error { return &MyError{ time.Now(), "it didn't work", } } func main() { if err := run(); err != nil { fmt.Println(err) } }

Go 语言中使用 error 值来表示错误状态。

与 fmt.Stringer 类似,error 类型也是一个内建接口:

type error interface { Error() string }

与 fmt.Stringer 类似,fmt 包在打印值时也会查找 error。

函数经常会返回 error 值,调用函数的代码应当判断错误是否等于 nil 来进行错误处理。

i, err := strconv.Atoi("42") if err != nil { fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err) return } fmt.Println("Converted integer:", i)

error 为 nil 时表示成功;非 nil 时表示失败。

Reader

package main import ( "fmt" "io" "strings" ) func main() { r := strings.NewReader("Hello, Reader!") b := make([]byte, 8) for { n, err := r.Read(b) fmt.Printf("n = %v err = %v b = %v\n", n, err, b) fmt.Printf("b[:n] = %q\n", b[:n]) if err == io.EOF { break } } }

io 包中指定了 io.Reader 接口,表示从数据流的末尾进行读取。

Go 标准库(Go standard library)包含了该接口的 许多实现,包括文件、网络连接、压缩和加密等等。

io.Reader 接口有一个 Read 方法:

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)

Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。在遇到数据流的结尾时,它会返回一个 io.EOF 错误。

示例代码创建了一个 strings.Reader 并每次从它的输出中读取 8 个字节。

Image

package main import ( "fmt" "image" ) func main() { m := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100)) fmt.Println(m.Bounds()) fmt.Println(m.At(0, 0).RGBA()) }

image 包 定义了 Image 接口:

package image type Image interface { ColorModel() color.Model Bounds() Rectangle At(x, y int) color.Color }

注意:Bounds 方法的返回值 Rectangle 实际上是一个 image.Rectangle,它在 image 包中声明。

color.Color 和 color.Model 类型也是接口,但是通常因为直接使用预定义的 image.RGBA 和 image.RGBAModel 这两个实现而忽视。这些接口和类型由 image/color 包 定义。

并发

并发

goroutine

package main import ( "fmt" "time" ) func say(s string) { for i := 0; i < 5; i++ { time.Sleep(100 * time.Millisecond) fmt.Println(s) } } func main() { go say("world") say("hello") }

goroutine 是由 Go 运行时管理的轻量级线程。

go f(x, y, z)

会启动一个新的 goroutine 并执行

f(x, y, z)

f、x、y 和 z 在当前的 goroutine 中解析,而 f 在新的 goroutine 中执行。

goroutine 在相同的地址空间中运行,因此在访问共享内存时必须进行同步。sync 包提供了这种能力,不过在 Go 中并不经常用到,因为还有其它的办法。

channel

package main import "fmt" func sum(s []int, c chan int) { sum := 0 for _, v := range s { sum += v } c <- sum // send sum to c } func main() { s := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0} c := make(chan int) go sum(s[:len(s)/2], c) go sum(s[len(s)/2:], c) x, y := <-c, <-c // receive from c fmt.Println(x, y, x+y) }

channel 是带有类型的管道,可以通过它用 channel 操作符 <- 来发送或者接收值。

ch <- v // 将 v 发送至信道 ch。 v := <-ch // 从 ch 接收值并赋予 v。

(“箭头”就是数据流的方向。)

跟 map 和 slice 一样,channel 在使用前必须创建:

ch := make(chan int)

默认情况下,发送和接收操作在另一端准备好之前都会一直阻塞。这使得 goroutine 可以在没有显式的锁或条件变量(condition variable)的情况下进行同步。

示例对 slice 的数进行求和,将任务分配给两个 goroutine。一旦两个 goroutine 都计算完毕,就能算出最终的结果。

buffered channel

package main import "fmt" func main() { ch := make(chan int, 2) ch <- 1 ch <- 2 fmt.Println(<-ch) fmt.Println(<-ch) }

channel 可以带缓冲。将缓冲长度作为第二个参数提供给 make 来初始化一个带缓冲的 channel:

ch := make(chan int, 100)

仅当 channel 的缓冲区填满后,向其发送数据时才会阻塞。当缓冲区为空时,接受方会阻塞。

range 与 close

package main import ( "fmt" ) func fibonacci(n int, c chan int) { x, y := 0, 1 for i := 0; i < n; i++ { c <- x x, y = y, x+y } close(c) } func main() { c := make(chan int, 10) go fibonacci(cap(c), c) for i := range c { fmt.Println(i) } }

发送者可通过 close 主动关闭 channel 来表示没有需要发送的值了。接收者可以通过接收表达式的第二个参数来测试 channel 是否被关闭:若没有值可以接收且 channel 已被关闭,那么在执行完

v, ok := <-ch

之后 ok 会被设置为 false。

循环 for i := range c 会不断从 channel 接收值,直到这个 channel 被关闭。

注意:只有发送者才能关闭 channel,而接收者不能。向一个已经关闭的 channel 发送数据会引发恐慌(panic)。

还要注意:信道与文件不同,通常情况下无需关闭。只有在必须告诉接收者不再有值需要发送的时候才有必要关闭,例如终止一个 range 循环。

select

package main import "fmt" func fibonacci(c, quit chan int) { x, y := 0, 1 for { select { case c <- x: x, y = y, x+y case <-quit: fmt.Println("quit") return } } } func main() { c := make(chan int) quit := make(chan int) go func() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Println(<-c) } quit <- 0 }() fibonacci(c, quit) }

select 语句使一个 goroutine 可以等待多个通信操作。

select 会一直阻塞直到某个 case 分支可以继续执行,这时会执行该分支。当多个分支都准备好时会随机选择一个执行。

default selcet

package main import ( "fmt" "time" ) func main() { tick := time.Tick(100 * time.Millisecond) boom := time.After(500 * time.Millisecond) for { select { case <-tick: fmt.Println("tick.") case <-boom: fmt.Println("BOOM!") return default: fmt.Println(" .") time.Sleep(50 * time.Millisecond) } } }

当 select 中的其它分支都没有准备好时,default 分支就会执行。

为了在发送或者接收时不发生阻塞,可使用 default 分支:

select { case i := <-c: // use i default: // receiving from c would block }

syne.Mutex

package main import ( "fmt" "sync" "time" ) // SafeCounter is safe to use concurrently. type SafeCounter struct { v map[string]int mux sync.Mutex } // Inc increments the counter for the given key. func (c *SafeCounter) Inc(key string) { c.mux.Lock() // Lock so only one goroutine at a time can access the map c.v. c.v[key]++ c.mux.Unlock() } // Value returns the current value of the counter for the given key. func (c *SafeCounter) Value(key string) int { c.mux.Lock() // Lock so only one goroutine at a time can access the map c.v. defer c.mux.Unlock() return c.v[key] } func main() { c := SafeCounter{v: make(map[string]int)} for i := 0; i < 1000; i++ { go c.Inc("somekey") } time.Sleep(time.Second) fmt.Println(c.Value("somekey")) }

channel 非常适合在各个 goroutine 间进行通信。

但是如果我们并不需要通信呢?比如说,为了避免冲突,我们只想保证每次只有一个 goroutine 能够访问变量?

这个概念叫做 互斥(mutual exclusion) ,提供这种机制的数据结构通常称为 互斥锁(mutex)。

Go 标准库中提供了 sync.Mutex 互斥及其两个方法:

Lock Unlock

使用 Lock 和 Unlock 方法包围代码块,可以定义互斥执行的代码块,可以参考示例中的 Inc 方法。

可以用 defer 语句来保证互斥锁一定会被解锁,可以参考示例中的 Value 方法。

转载于:https://www.cnblogs.com/kika/p/10851695.html


最新回复(0)