Golang入门：一天学完GO的基本语法

Posted 2021-06-23 inet_ygssoftware

摘要

在配置好环境之后，要研究的就是这个语言的语法了。在这篇文章中，作者希望可以简单的介绍一下Golang的各种语法，并与C和Java作一些简单的对比以加深记忆。因为这篇文章只是入门Golang的第二篇文章，所以本文并不会对一些指令进行深挖，仅仅只是停留在“怎么用”的程度，至于“为什么是这样”，则涉及到了具体的应用场景和汇编指令，作者将会在以后的文章中进行介绍。

1 导包

总所周知，“Hello World”是程序员的一种仪式感。

而这一行“Hello World”，一定会涉及到输入输出相关的方法。所以，如何导入包，是我们需要研究的第一步。

在C语言中，我们使用include，在Java中，我们使用了import。在Golang中也一样，我们使用import引入其他的包。在上一篇文章中，我们已经提到了对于导入的包，编译器会首先在GOROOT中寻找，随后会在项目所对应的GOPATH中寻找，最后才是在全局GOPATH中寻找，如果都无法找到，编译器将会报错。

注意，在Golang中和Java有一点很大的区别，就是在Golang中，import导入的是目录，而不是包名。而且，Golang没有强制要求包名和目录名需要一致。

下面举一些例子来说明在Golang中包名和目录的关系，先来看看目录结构：

可以看出，我们在src下面设置了两个文件夹，在第二个文件夹下面设置了两个go文件。
来看看这两个文件的代码，test1.go如下：

package pktest

func Func1()  {
	println("这是第一个函数")
}

test2.go如下：

package pktest

func Func2()  {
	println("这是第二个函数")
}

然后我们再来看看testmain.go下面的内容：

package main

import "package1/package2"

func main() {
	pktest.Func1()
}

注意到了吗，我们在调用Func1这个函数的时候，使用的是pktest,而不是我们认为的package1/package2中的package2。

按照我们在Java中的思想，我们应该是使用package2.Func1的调用方法或者说是使用test1.Func1这样的方法。

这是因为在Golang中，没有强制要求包名和目录名称一致。也就是说，在上面的例子中，我们引用路径中的文件夹名称是package2，而在这个文件夹下面的两个文件，他们的包名，却被设置成了pktest。而在Golang的引用中，我们需要填写的是源文件所在的相对路径。

也就是说，我们可以理解为，包名和路径其实是两个概念，文件名在Golang中不会被显式的引用，通常的引用格式是packageName.FunctionName。

结论如下：

• import导入的是源文件的相对路径，而不是包名。
• 在习惯上将包名和目录名保证一致，但这并不是强制规定（但不建议这么做，这样容易造成调用这个包的人，无法快速知道这个包的名称是什么）
• 在代码中引用包内的成员时，使用包名而不是目录名。
• 在一个文件夹内，只能存在一种包名，源文件的名称也没有其他的限制。
• 如果多个文件夹下有相同名字的package，它们其实是彼此无关的package。

以上部分内容摘自于这篇文章

2 声明

看完了导包方面的内容，我们再来看看如何声明一个变量。在声明变量这一部分，和C以及Java也有较大的区别。

2.1 变量的定义

我们先定义一些变量看看：

var a int
var b float32
var c, d float64
e, f := 9, 10
var g = "Ricardo"

我们可以看到，在Golang中定义一个变量，需要使用var关键字，而与C或者Java不同的是，我们需要将这个变量的类型写在变量名的后面。不仅如此，在Golang中，允许我们一次性定义多个变量并同时赋值。

还有另外的一种做法，是使用:=这个符号。使用了这个符号之后，开发者不再需要写var关键字，只需要定义变量名，并在后面进行赋值即可。并且，Golang编译器会根据后面的值的类型，自动推导出变量的类型。

在变量的定义过程中，如果定义的时候就赋予了变量的初始值，是不需要再声明变量的类型的，如变量g。

注意，Golang是强类型的一种语言，所有的变量必须拥有类型，并且变量仅仅可以存储特定类型的数据。

2.2 匿名变量

标识符为（下划线）的变量，是系统保留的匿名变量，在赋值后，会被立即释放，称之为匿名变量。其作用是变量占位符，对其变量赋值结构。通常会在批量赋值时使用。
例如，函数返回多个值，我们仅仅需要其中部分，则不需要的使用来占位

func main() {
  // 调用函数，仅仅需要第二个返回值，第一，三使用匿名变量占位
  _, v, _ := getData()
  fmt.Println(v)
}
// 返回两个值的函数
func getData() (int, int, int) {
  // 返回3个值
  return 2, 4, 8
}

如上述代码所示，如果我仅仅需要一个变量的值，就不需要去额外定义一些没有意义的变量名了，仅仅只是需要使用占位符这种“用后即焚”的匿名变量。

2.3 常量

在Golang的常量定义中，使用const关键字，并且不能使用:=标识符。

3 判断

我们在使用Java或者C的时候，写判断语句是这样的：

if(condition){
    ...
}

在Golang中，唯一的不同是不需要小括号，但是大括号还是必须的。如下：

func pow(x, n, lim float64) float64 {
	if v := math.Pow(x, n); v < lim {
	    return v
	}
	return lim
}

除去不需要写小括号以外，Golang还允许在判断条件之前执行一个简单的语句，并用一个分号；隔开。

4 循环

在Golang中，只有一种循环，for循环。

和判断语句一样，在Golang中也是没有小括号的。

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

此外，在循环条件中，初始化语句和后置语句是可选的，这个时候把分号去掉，for循环就变成了while循环。

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

不仅如此，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，这个时候，和while(true)的效果是一样的。

func main() {
	for {
	    ...
	}
}

5 函数

5.1 函数的定义

在Golang的函数定义中，所有的函数都以func开头，并且Golang命名推荐使用驼峰命名法。

注意，在Golang的函数中，如果首字母是小写，则只能在包内使用；如果首字母是大写，则可以在包外被引入使用。可以理解为，使用小写的函数，是private的，使用大写的函数，是public的。

在Golang的函数定义中，一样可以不接受参数，或者接受多个参数。而在参数的定义过程中，也是按照定义变量的格式，先定义变量名，再声明变量类型。对于函数的返回类型，也是按照这样的格式，先写函数名，再写返回类型：

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

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

并且，对于相同类型的两个参数，参数类型可以只写一个，用法如下：

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

在Golang中，对于函数的返回值，和C以及Java是不一样的。

Golang中的函数可以返回任意多个返回值。

例如下面的小李子，

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

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

其次，函数的返回值是可以被命名的：

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

在这里，我们可以理解为在函数的顶部预先定义了这些变量值，而空的return语句则默认返回所有已经定义的返回变量。

5.2defer

在Golang中，有一个关键字叫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。

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

	fmt.Println("hello")
}

在这段代码中，本来的执行路径是从上往下，也就是先输出“world”，然后再输出“hello”。但是因为defer这个关键字的存在，这行语句将在最后才执行，所以产生了先打印“hello”然后再打印“world”的效果。

注意，defer后面必须是函数调用语句，不能是其他语句，否则编译器会报错。

可以考虑到的场景是，文件的关闭，或数据库连接的释放等，这样打开和关闭的代码写在一起，既可以使得代码更加的整洁，也可以防止出现开发者在写了长长的业务代码后，忘记关闭的情况。

至于defer的底层实现，本文不进行详细的解释，简单来讲就是将defer语句后面的函数调用的地址压进一个栈中，在当前的函数执行完毕，CPU即将执行函数外的下一行代码之前，先把栈中的指令地址弹出给CPU执行，直到栈为空，才结束这个函数，继续执行后面的代码。

从上文刚刚的表述中也可以推断出，如果有多条refer语句，将会从下往上依次执行。

因为本文只是对各种指令简单的进行对比，所以对于refer的详细解释，将在以后的文章中详细说明。

6 指针

对于指针，如果是C或者C++开发者，一定很熟悉；而对于Java开发者，指针是对开发者透明的一个东西，一个对象会在堆中占据一定的内存空间，而在当前的栈桢中，有一个局部变量，他的值就是那个对象的首地址，这也是一个指针。

可以说，指针就是开发者访问内存的一种途径，只不过是由控制权交给了开发者还是虚拟机。

在Golang中，指针的用法和 C 是一样的。同样是用&取地址，用*取地址中的值。

但是，与 C 不同，Golang没有指针运算。

7 数组

在Golang中，数组的定义是这样的：

var a [10]int

这样做会将变量 a 声明为拥有 10 个整数的数组。

注意，在Golang中，数组的大小也同样和 C 语言一样不能改变。

7.1切片

数组的切片，顾名思义，就是将一个数组按需切出自己所需的部分。

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。

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]

举个例子：

func main() {
	str := [4]string{
	    "aaa",
	    "bbb",
	    "ccc",
	    "ddd",
	}
	fmt.Println(str)

	a := str[0:2]
	b := str[1:3]
	fmt.Println(a, b)

	b[0] = "XXX"
	fmt.Println(a, b)
	fmt.Println(str)
}

我们定义了一个数组，里面含有"aaa",“bbb”,“ccc”,“ddd"四个元素。然后我们定义了两个切片，a和b，根据定义可以知道，a为"aaa"和"bbb”，b为"bbb"和"ccc"。

这个时候，我们把b[0]改成了"XXX"，那么b变成了"XXX"和"ccc"，这是毋庸置疑的。但是与直觉相违背的是，这个时候的数组str，也变成了"aaa",“XXX”,“ccc”,“ddd”。

这是因为，Golang中的切片，不是拷贝，而是定义了新的指针，指向了原来数组所在的内存空间。所以，修改了切片数组的值，也就相应的修改了原数组的值了。

此外，切片可以用append增加元素。但是，如果此时底层数组容量不够，此时切片将会指向一个重新分配空间后进行拷贝的数组。

因此可以得出结论：

• 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。

7.2 make

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。

在此之前需要解释两个定义，len（长度）和cap（容量）。
len是数组的长度，指的是这个数组在定义的时候，所约定的长度。  
cap是数组的容量，指的是底层数组的长度，也可以说是原数组在内存中的长度。
在前文中所提到的切片，如果我定义了一个str[0,0]的切片，此时的长度为0，但是容量依旧还是5。

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

也就是说，make函数可以自定义切片的大小。用Java的话来说，他可以被重载。

有两种形式，如果只有两个参数，第一个参数是数组内元素的类型，第二个参数是数组的长度（此时长度和容量都为5）。

而如果有第三个参数，那么第三个参数可以指定数组的容量，即可以指定这个数组在内存中分配多大的空间。