Golang 学习笔记

  因为工作的关系要转而使用Go，对我来说这是一门新语言，只好临时抱一下佛脚。绝大部分内容来源于菜鸟教程。

一、环境安装

1. Go语言安装

  下载地址：https://golang.org/dl/，包括Windows、Mac、Linux三种操作系统，默认安装位置是在C盘，如果自定义了，需要修改系统环境变量中的GOPATH以及Path中的相关值，让它保持跟自定义的路径一致。

2. 编译器

  常用的Go编译器有三种：JetBrains系列的Goland（付费）、轻量级开源的LiteIDE以及Eclipse插件goclipse，当然，也可以自行用文本编辑器编写.go后缀的文件，然后用命令行：go run xxx.go来运行，或者给sublime、vscode之类的安装相应的插件。我自己图方便就用了LiteIDE。

二、基础语法

1. Hello World

// test project main.go
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    fmt.Println("Hello World!")
}

  第一行声明代码所在的包，包名和文件名、文件夹名没有必然联系，但同一文件夹内的包名必须一致。
  第二行导包，fmt是Go的内置包，实现了一些IO操作。
  剩余的就是声明了一个main函数，众所周知一般来讲，main函数是程序运行的入口，这里的代码也很简单，就是在控制台输出“Hello World!”的字符串。
  第零行（不是）是典型的单行注释，多行注释使用/* */夹击。
   Go中不允许"{"为单独一行

2. 数据类型

  Go语言的数据类型分得比较细，数量也比较多，总体来讲分成了四个大类：

  • 布尔型：bool，取值只有true或false
  • 字符串：string，由单个字节连接起来，使用 UTF-8 编码标识 Unicode 文本，可用+号连接："HelloWorld" = "Hello" + "World"
  • 派生类型：指针（ptsd要犯了）、数组、结构、Channel、函数、切片、接口、Map，有两三个之前没接触过的概念
  • 数字：这个类型最多了，选择哪个完全看内存需要
    整型：uint8、uint16、uint32、uint64、int8、int16、int32、int64
    浮点型：float32、float64、complex64、complex128（后两个分别指32位和64位的实数+虚数）
    其他：byte（类似uint8）、rune（类似int32）、uint（32或64位）、int（=uint）、uintptr（用来放指针）

3. 变量与常量

3.1 变量声明

  一般会使用var关键字。

指定类型
var name type
var name type = value

  变量声明时可以不指定初始值，此时将被设置为零值。其中数字类型的零值为0，布尔型为false，字符串为""，其他的大致上都是nil。

不指定类型
var d = true // 自动判断为布尔型
省略var关键字

  这种情况下必须声明新的变量，而不是仅对已有变量赋值。有多个变量的情况下，其中至少要有一个变量是新声明的。这种形式只能使用在函数体中，不可用于全局变量。

name := value // 必须是新变量
name1, name2 := value1, value2 // 其中之一是新变量即可
多变量声明
var name1, name2 type
name1, name2 = value1, value2

var name1, name2 = value1, value2

// 只能在函数体中出现
name1, name2 := value1, value2

// 常用于全局变量
var(
    name1 type1
    name2 type2
)
3.2 值类型和引用类型
  • 值类型：int、float、bool、string，通过&i获取变量i的内存地址
  • 复杂数据用引用类型，变量只存储内存地址（即指针）或地址中第一个字所在的位置
3.3 变量的其他说明
  • 局部变量不允许只声明不使用（仅赋值也不行），也不允许未声明就使用
  • 全局变量允许只声明不使用
  • 同一类型变量可在同一行声明，不同类型变量可在同一行赋值
  • 交换变量值
a, b = b, a
  • 抛弃一个值
_, b = 5, 7
3.4 常量

  Go语言的常量只能是布尔、数字、字符串之一，程序运行中不能修改，声明方法和变量类似，但是要把var改为const。

const name type = value
const name1, name2 = value1, value2
// 枚举
const (
    name1 = value1
    name2 = value2
    name3 = value3
)

  常量可以使用len()、cap()、unsafe.Sizeof()等内置函数。
  使用最后一种方式时，如果某常量只声明未赋值，其赋值表达式将和它的上一个常量一样。但如果这是第一个常量，编译出错。

3.5 itoa

  itoa是一个特殊常量，在const出现时重置为0，const中每新增一行常量声明使itoa加1。

const (
    a = iota   // a = 0
    b          // b = 1
    c          // c = 2
)

const (
    a = iota   // a = 0
    b          // b = 1
    c = "ha"   // c = "ha"
    d          // d = "ha"
    e = 100    // e = 100
    f          // f = 100
    g = iota   // g = 6
    h          // h = 7
)

const (
    a = 1 << iota  // a = 1
    b = 3 << iota  // b = 6
    c              // c = 12
    d              // d = 24
)

4. 运算符

  二元操作符需要二者类型相同。

4.1 算术运算符

  +、-、*、/、%、++、--，其中++、--略有限制，不能用在赋值语句中。

var a = 10
a++              // a = 11
++a              // 编译出错
var b = a++      // 编译出错
fmt.Print(a++)   // 编译出错
4.2 关系运算符

  ==、!=、>、<、>=、<=。

4.3 逻辑运算符

  &&、||、!。

4.4 位运算符

  &、|、^、<<、>>，没有无符号位移<<<和>>>。
  &^：按位置零，z = x &^ y，y = 0则z = x；y != 0则z = 0。
  ^也可作单目运算符，表示按位取反。

3 &^ 0 = 3
3 &^ 1 = 2
3 &^ 2 = 1

var a int8 = 3
^a = -4
var a uint8 = 3
^a = 252

a &^ b = a & (^b)
4.5 赋值运算符

  =、+=、-=、*=、/=、%=、<<=、>>=、&=、^=、|=。

4.6 其他运算符
  • &：取地址，&a为返回变量a的实际地址
  • *：指针变量
var a int = 4
var ptr *int
ptr = &a
fmt.Printf(a)     // a = 4
fmt.Printf(*ptr)  // *ptr = 4
fmt.Println(ptr)  // ptr = a的物理地址
4.7 运算符优先级

  没有括号的情况下，优先级由高到低：

  • *、/、%、<<、>>、&、&^
  • +、-、|、^
  • ==、!=、<、<=、>、>=
  • &&
  • ||

5. 条件语句

  Go中没有三目运算符。

if 布尔表达式 {
}

if 布尔表达式 {
} else {
}

if 布尔表达式 {
} else if 布尔表达式 {
} ... else {
} 

switch var1 {         // case后默认自带break语句
    case value1:                     
    case value2, value3: 
          xxxx
          fallthrough  // 强制执行下一条case语句
    ...
    default:
}

switch x.(type) {
    case type1:                     
    case type2, type3:
    ...
    default:
}

  select语句类似于switch，每个case必须是一个通信操作（发送或接受）。select随机执行一个可运行的case，若无则将阻塞。

select {
    case communication clause1  :
       statement(s);      
    case communication clause2  :
       statement(s);
    ...
    default : 
       statement(s);
}

6. 循环语句

for i := 0; i <= 10; i++ {
}
for [true] {   // 无限循环
}
strings := []string{"google", "runoob"}
for i, s := range strings {   // 对数组的foreach循环
}

  循环控制语句包括break、continue和goto（跳至某个标签），前二者除了普通用法外，还可使用标签。

re:
        for i := 1; i <= 3; i++ {
            fmt.Printf("i: %d\n", i)
            for i2 := 11; i2 <= 13; i2++ {
                fmt.Printf("i2: %d\n", i2)
                break re
            }
        }
// 输出：
// i: 1
// i2: 11

re:
        for i := 1; i <= 3; i++ {
            fmt.Printf("i: %d\n", i)
                for i2 := 11; i2 <= 13; i2++ {
                    fmt.Printf("i2: %d\n", i2)
                    continue re
                }
        }
// 输出
// i: 1
// i2: 11
// i: 2
// i2: 11
// i: 3
// i2: 11

三、代码块

1. 函数

  函数定义，函数可以返回多个值。

func functionName( [parameter list] ) [returnType] {
}
func functionName( [parameter list] ) (returnType list) {
}

  函数可以作为另外一个函数的实参，将函数声明为函数变量。

/* 声明函数变量 */
getSquareRoot := func(x float64) float64 {
   return math.Sqrt(x)
}

/* 使用函数 */
fmt.Println(getSquareRoot(9))

  函数闭包，匿名函数，可以直接使用外函数内的变量。

func getSequence() func() int {
    i := 0
    return func() int {
        i += 1
        return i
    }
}
func main() {
    /* nextNumber 为一个函数，函数 i 为 0 */
    nextNumber := getSequence()
    /* 调用 nextNumber 函数，i 变量自增 1 并返回 */
    fmt.Println(nextNumber())
    fmt.Println(nextNumber())
    fmt.Println(nextNumber())
}
// 输出结果
// 1
// 2
// 3

// 带参数的闭包
func add(x1, x2 int) func(x3 int,x4 int)(int,int,int)  {
    i := 0
    return func(x3 int,x4 int) (int,int,int){ 
       i++
       return i,x1+x2,x3+x4
    }
}
func main() {
    add_func := add(1,2)
    fmt.Println(add_func(1,1))
    fmt.Println(add_func(0,0))
    fmt.Println(add_func(2,2))
} 
// 输出结果
// 1 3 2
// 2 3 0
// 3 3 4

2. 方法

  类似于函数，但会绑定一个接受者。接受者可以使命名类型或结构体类型，相当于Java中的实例方法。但若要改变接受者中某部分的内容，需要传递指针。

// 声明格式
func (name type) functionName([parameter list]) [returnType] {
}

/* 定义结构体 */
type Circle struct {
  radius float64
}
// 该 method 属于 Circle 类型对象中的方法
func (c Circle) getArea() float64 {
  return 3.14 * c.radius * c.radius
}
// 方法的调用
func main() {
  var c1 Circle
  c1.radius = 10.00
  fmt.Println("圆的面积 = ", c1.getArea())
}

3. 变量作用域

  • 局部变量：函数体内声明，作用域也在函数体内。包括参数和返回值。
  • 形式参数：作为函数的局部变量
  • 全局变量：函数体外声明，可在整个包内或导出后在包外被使用。局部变量和全局变量名称相同时，局部变量会被优先考虑。

四、数据结构

1. 数组

var arrName [size] type             // 仅声明
var arr = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}   // 初始化，长度等于初始元素
var arr = [6]int32{1, 2, 3, 4, 5}   // 初始化，长度大于初始元素，剩余位置置为0；长度不能小于初始元素
var arr = [...]int32{1, 2, 3, 4, 5} // 初始化，长度不指定，而是根据初始化值计算

  多维数组

var arrName [size1][size2]...[sizeN] type
var arr = [2][3] int{
   {1,2,3},
   {4,5,6},
}
var arr = [2][3] int{
   {1,2,3},
   {4,5,6}}

  向函数传递数组，必须制定数组长度。此时传递的是数组的拷贝，而不是指针。

func functionName(param [10]int) int { // 指定长度，此时传入的数组不能是其他长度
}

2.指针

// 获取变量内存地址
var a int = 1
fmt.Println(&a)
// 声明指针
var p *int
p = &a
// 用指针访问值
fmt.Println(*p)

  指针定义后未分配变量，为空指针，值为nil。
  指针也可以作为数组元素。

var arr []int = {1,2,3}
var pArr [3]*int
var i int
for i = 0; i < 3; i++ {
    pArr[i] = &arr[i]
}

  指针的指针（可以套娃到至少3层）

var a int = 1
var p *int = &a
var pp **int = &p
fmt.Println(a)
fmt.Println(*p)
fmt.Println(**pp)

  指针作为函数参数，改变其所指向的变量的值

func swap(x *int, y *int) {
   *x, *y = *y, *x
}

3.结构体

type Person struct {
    name string
    age int
}
var structVar1 Person = Person{"zhangsan", 20}
var structVar2 Person = Person{name: "zhangsan", age: 20}
var structVar3 Person = Person{name: "zhangsan"}
structVar1.age = 21
fmt.Println(structVar.age)
var sp *Person = &structVar1
sp.age = 22
fmt.Println(sp.age)

  结构体作为函数参数时是值传递，若要改变成员的值，需要传递指针。

4.切片

  数组的部分引用，长度可变。作为参数传递时是引用传递。
  切片的初始化，既可以是数组，也可以是切片

// a为已存在数组，s为已存在切片
var s1 []int = a[startIndex : endIndex] // s[startIndex : endIndex]
var s1 []int = make([]int, len, cap)

  其中startIndex，endIndex，cap均可省略。
  len()和cap()方法可用于计算切片的长度和容量。切片只定义未初始化时为空切片，值为nil，长度为0。可以用append()追加切片内容，可同时追加多个元素，若长度超过容量，将自动扩容。可以用copy()拷贝切片内容，只拷贝和俩切片较小长度相同数量的内容。
  如果切片来自于数组，对切片进行修改时，相应的数组元素也会被修改。

5.范围（Range关键字）

  用于迭代，可用在数组、切片、集合、字符串等类型上，返回索引和对应值，或kv。

// 求和
nums := []int{2, 3, 4}
sum := 0
for _, num := range nums {
    sum += num
}
kvs := map[string]string{"a": "apple", "b": "banana"}
for k, v := range kvs {
    fmt.Printf("%s -> %s\n", k, v)
}
for i, c := range "go" {
    fmt.Println(i, c)    // 输出unicode值而不是字符
}
// 遍历命令行参数
for i, s := os.Args {
}

6.集合（Map）

var mapName map[keyType]valueType = make(map[keyType]valueType)
// 插入键值对
mapName["key1"] = "value1"
// 根据key读取value
value, exist := mapName["key"]  // exist为布尔变量
// 删除一组kv
delete(mapName, "key1")

五、实用

1.数据类型转换

var sum int = 17
var count int = 5
var mean float32
mean = float32(sum) / float32(count)

2.接口

type Animal interface {
    call(nums int) bool
}

type Cat struct {
    name string
    voice string
}

// 接口方法的实现函数有特殊写法
func (cat Cat) call(nums int) bool {
    fmt.Print(cat.name + "叫：")
    for i := 0; i < nums; i++ {
        fmt.Print(cat.voice)
        if i < nums - 1 {
            fmt.Print(", ")
        }
    }
    fmt.Println()
    return true
}

var cat Animal = Cat{"Hua", "Miao"}
ok := cat.call(2)
fmt.Println(ok)
cat2 := new(Cat)
cat2.name = "Shabi"
cat2.voice = "Aba"
cat2.call(3)
3.错误处理

  利用内置的error接口。

// 返回错误信息
func sqrt(f float) (float, error) {
    if f < 0:
        return -1, errors.New("Input a negative number")
    ...
}
//
panic、defer和recover

  内置函数，用于异常处理。panic用于抛出错误，会终止其后面代码的运行。若panic函数中存在defer列表，会逆序执行。recover可用来获取panic传出的错误信息，执行一些应对措施。以下代码来源于这里。

func test() {
    fmt.Println("c")
    defer func() { // 必须要先声明defer，否则不能捕获到panic异常
        fmt.Println("d")
        if err := recover(); err != nil {
            fmt.Println(err) // 这里的err其实就是panic传入的内容
        }
        fmt.Println("e")
    }()
    f() //开始调用f
    fmt.Println("f") //这里开始下面代码不会再执行
}

func f() {
    fmt.Println("a")
    panic("异常信息")
    fmt.Println("b") //这里开始下面代码不会再执行
}

func f1() {
    defer func(){
        if err := recover() ; err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
    }()
    defer func(){
        panic("three")
    }()
    defer func(){
        panic("two")
    }()
    panic("one")
}

  执行 test，先打印“c”，调用f，打印“a”，随后引发panic，进入defer，打印“d”和携带的错误信息“异常信息”，最后打印“e”，结束test函数。
  执行f1，panic逆序触发另两个panic，但recover只捕获最后一次panic，因此只打印“three”。
  函数结束时，即便未触发panic，也会逆序处理函数内声明的defer。

4.并发

  使用go关键字开启协程（轻量级线程），主协程结束后，所有协程都会结束。

go f(x, y, z)

  使用管道（Channel）在协程之间通信，管道相当于线程安全的FIFO队列。

ch := make(chan int32, 5)  // 也可以make(chan int32)表示不带缓冲区
ch <- 1
ch <- 2
num := <-ch
fmt.Println(num) // 1
num = <-ch
fmt.Println(num) // 2
fmt.Println(len(ch)) // 0
close(ch)

  无缓冲区的管道，发送方会阻塞直到接收方获取值，同步。若有缓冲区，接收方会阻塞直到管道中有值，异步。
  管道关闭后数据不会丢失，但使用range遍历时将不会阻塞等待新数据进入，同时写入也会报错。

// 权限控制
go func(c chan int) { //读写均可的channel c } (a)
go func(c <- chan int) { //只读的Channel } (a)
go func(c chan <- int) {  //只写的Channel } (a)
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