1.2 Go语言综述 · golan基础

[TOC] # 1.2 Go 语言综述 Go 语言的设计哲学是简洁，在 Go 团队的一次访谈中，Rob Pike 和 Ken Thompson 均有提到 Go 在诞生之初就选择了一条与以往的编程语言所选择的不同方法，仅尝试提供编程过程中的必需品，剔除掉纷繁复杂的语法糖和日渐增多的特性列表，在进入本书内容之前，我们先对这一语言做一次相对完整的回顾。 ## 1.1.1 基础类型与值 ### 基本类型原始的数值类型包括： ``` bool, uint, uint8, uint16, uint32, uint64, int, int8, int16, int32, int64, float32, float64 ``` ### 常量 const 与变量 var 常量`const`与变量`var`是编程语言里司空见惯的概念，Go 语言也不例外。常量与变量的声明允许类型推导，也允许明确指定值的类型。 ``` const ( name = "val" PI float64 = 3.1415926 ) var ( age = 18 ) ``` 变量除了使用`var`来进行声明外，还可以在函数内部通过`:=`进行声明。 ## 1.1.2 程序的基本单元 Go 语言本身只有 25 个关键字，涵盖了包管理、常量与变量、流程控制、函数调用、数据结构和并发控制六个方面的语言特性。 ### 包 package import Go 语言以包为代码组织的最小单位，不允许产生包与包之间的循环依赖。包管理涉及两个关键字，`package`负责声明当前代码所在的包的包名，`import`则负责导入当前包所依赖的包。导入的形式包括绝对路径和相对路径，还能够在导入时候对包指定别名，甚至将别名指定为下划线，只导入所依赖包的`init`初始化函数。 ``` package foo import ( "go/types" "golang.org/x/syscall" "errors" xerrors "golang.org/x/errors" _ "os/signal" ) ``` 特殊的，main 包只允许出现一次。 ### 函数 #### 函数的声明 ``` func return func foo(argc int, argv []string) float64 { ... return 0 } ``` 内建的打印函数 ~~~ func print(args ...T) func println(args ...T) ~~~ #### 延迟函数 defer #### 主函数 #### 初始化函数 ### 控制流 #### 条件控制 ``` if else break continue switch case default fallthrough ``` #### 循环控制 ``` for range ``` #### 跳跃 ``` goto ``` ## 1.1.3 数据容器与高级类型 ### 字符串 ``` `string` ``` ### 切片与数组 ``` [10]byte // 数组 []byte // 切片 ``` 支持切片的基本操作 ~~~ // 往切片末尾追加元素 func append(slice []T, elems ...T) []T // 将 src 拷贝到 dst func copy(dst, src []T) int ~~~ 除了使用类型声明外，还可以使用 make 和 new 来创建一个数据容器： ~~~ func make(t T, size ...IntegerT) T func new(T) *T ~~~ 内建 len 和 cap ~~~ func len(v T) int func cap(v T) int ~~~ ### 散列表关键字 map 用于声明一个散列表类型 map\[K\]V。支持散列表操作的内建 ~~~ func delete(m map[T]U, key T) ~~~ 除此之外，make/new/len 也是可以用的 ### 结构体 ~~~ type struct interface ~~~ ### 接口 ### 类型别名语言自身的类型别名包括： const ( true = 0 == 0 false = 0 != 0 iota = 0 ) 别名类型包括：byte rune 还可以使用 type 关键字来定义类型别名： ~~~ type New Old ~~~ ### 指针与零值 ~~~ var nil T ~~~ ~~~ uintptr ~~~ ## 1.1.4 并发与同步原语 ### `go`块关键字 go 用于创建基本的并发单元。 ``` go func() { // 并发代码块 ... }() ``` 被并发的函数将发生在一个独立的 Goroutine 中，与产生 Goroutine 的代码并发的被执行。 ### Channel Channel 主要有两种形式： 1. **有缓存 Channel（buffered channel）**，使用`make(chan T, n)`创建 2. **无缓存 Channel（unbuffered channel）**，使用`make(chan T)`创建其中`T`为 Channel 传递数据的类型，`n`为缓存的大小，这两种 Channel 的读写操作都非常简单： ``` // 创建有缓存 Channel ch := make(chan interface{}, 10) // 创建无缓存 Channel ch := make(chan struct{}) // 发送 ch <- v // 接受 v := <- ch ``` 他们之间的本质区别在于其内存模型的差异，这种内存模型在 Channel 上体现为： * 有缓存 Channel:`ch <- v`发生在`v <- ch`之前 * 有缓存 Channel:`close(ch)`发生在`v <- ch && v == isZero(v)`之前 * 无缓存 Channel:`v <- ch`发生在`ch <- v`之前 * 无缓存 Channel: 如果`len(ch) == C`，则从 Channel 中收到第 k 个值发生在 k+C 个值得发送完成之前直观上我们很好理解他们之间的差异：对于有缓存 Channel 而言，内部有一个缓冲队列，数据会优先进入缓冲队列，而后才被消费，即向通道发送数据`ch <- v`发生在从通道接受数据`v <- ch`之前；对于无缓存 Channel 而言，内部没有缓冲队列，即向通道发送数据`ch <- v`一旦出现，通道接受数据`v <- ch`会立即执行，因此从通道接受数据`v <- ch`发生在向通道发送数据`ch <- v`之前。我们随后再根据实际实现来深入理解这一内存模型。 Go 语言还内建了`close()`函数来关闭一个 Channel： ``` close(ch) ``` 但语言规范规定了一些要求： * 关闭一个已关闭的 Channel 会导致 panic * 向已经关闭的 Channel 发送数据会导致 panic * 向已经关闭的 Channel 读取数据不会导致 panic，但读取的值为 Channel 缓存数据的零值，可以通过接受语句第二个返回值来检查 Channel 是否关闭： ``` v, ok := <- ch if !ok { ... // Channel 已经关闭 } ``` ### Select Select 语句伴随 Channel 一起出现，常见的用法是： ``` select { case ch <- v: ... default: ... } ``` 或者： ``` select { case v := <- ch: ... default: ... } ``` 用于处理多个不同类型的`v`的发送与接收，并提供默认处理方式。 ## 1.1.5 错误处理 Go 语言的错误处理被设计为值类型，错误以接口的形式在语言中进行表达： ``` type error interface { Error() string } ``` 任何实现了`error`接口的类型均可以作为`error`类型。对于下面的`CustomErr`结构而言： ``` type CustomErr struct { err error } func (c CustomErr) Error() string { return fmt.Sprintf("err: %v", c.err) } ``` 由于其实现了`Error()`方法，于是可以以`error`类型返回给上层调用： ``` func foo() error { return CustomErr{errors.New("this is an error")} } func main() { err := foo() if err != nil { panic(err) } } ``` 除了错误值以外，还可以使用`panic`与`recover`内建函数来进行错误的传播： ``` func panic(v interface{}) func recover() interface{} ``` ## 1.1.6 基础工具工具并不属于语言本身，相反它却在 Go 语言中有着举足轻重的地位。 ### go fmt ### go vet ### go mod ## 1.1.7 小结我们使用了不算多的篇幅，基本上介绍完了整个 Go 语言的核心及使其成功运行的必备工具，虽然有诸如 complex64、complex128 基础类型和 complex、real、imag 等内建函数没有在这里进行介绍，但他们在除了科学计算等领域外极为少见，读者在熟悉语言的其他部分后，对这些为数不多的特性的掌握甚至都不是一个时间问题。