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go学习记录

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GoLang学习记录

环境配置

  • go下载地址

  • 配置环境变量，命令行输入

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    export PATH=/usr/local/go/bin:$PATH

  • 此时可在命令行中使用go命令

    新建一个test.go文件

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    package main

    import "fmt"

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

    在命令行中输入，即可运行

    1
    go run test.go

入门

go的基本结构和语法

一个简单的go程序：

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// 定义包
package main

// 调用包
import "fmt"

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

  • 包声明

    必须在非注释的第一行进行包声明

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    package main

    每个Go应用程序都必须包含一个main包

  • 引入包

    1
    import "fmt"

  • 行分隔符

    go中每一行代表一个语句结束，结尾不需要加像C那样加;

输入输出

Printf 格式化字符串

使用fmt.Printf来格式化输出字符串

1
fmt.Printf(格式化样式, 参数列表…)
格 式 描 述
%s 字符串
%f 浮点数
%d 十进制整型
%b 二进制整型
%o 八进制整型
%x 十六进制整型
%X 十六进制整型，字母大写方式显示 
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name := "John"
age := 23
fmt.Printf("%s is %d", name, age)

输出:

John is 23

变量和常量

变量

变量名由字母、数字、下划线组成，其中首个字符不能为数字

使用 var 来声明变量

1
var identifier type

可以一次声明多个变量

1
var identifier1, identifier2 type

例如

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var str string = "Hello"
var num1, num2 int = 1, 2

如果没有初始化，则变量默认为零值

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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)
}

输出：

0 0 false “”

可以根据值自行判断变量类型

1
var str, num = "Hello", 1

可省略var，使用关键字:=

1
str, num := "Hello", 1

常量

常量不会被修改，数据类型只可以是布尔型、数字型和字符串型。

1
const identifier [type] = value

因为可以通过value来判断数据类型，所有type可省略

  • 显式表示

    1
    const str string = "abc"

  • 隐式表示

    1
    const str = "abc"

可以一次声明多个常量

1
const str, num = "Hello", 1

或者用枚举：

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const (
	str  = "Hello"
	a = 1
	b
)

这里，a和b都是1，b会继承a的=1

iota

iota是一个可以被编译器修改的特殊常量，代表了位于const的第几行，如第 n 行 =iota 则为 n

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const (
	a = iota	  // 0
	b          // 1
	c = "hello"
	d          // "hello"
	e = iota	  // 4
	f          // 5
)

数据结构

数组

概述

数组，是相同元素类型的集合。

数组由两个维度描述：

  • 元素类型
  • 最多存储的元素个数

只有这两个条件都相同的数组才是同一类型

初始化

访问和赋值

声明数组

1
var variable_name [SIZE] variable_type

示例：

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var nums [5] int

初始化数组

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var nums = [5]int{1,2,3,4,5}
1
nums := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

如果数组长度不确定，可以用...代替，编译器会根据元素个数自行推断数组的长度

1
nums := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}

可以通过下标，只初始化特定的几个

1
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//初始化 nums[1] = 2.1 , nums[3] = 1.6
nums := [5]float64{1: 2.1, 3: 1.6}

多维数组

以二维数组为例

1
var arrayName [ x ][ y ] variable_type

示例：

每行的结尾都要加,

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nums := [2][3]int{
	{0, 1, 2},
	{3, 4, 5},
}

或

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nums := [][]int{}

row1 := []int{0, 1, 2}
row2 := []int{3, 4, 5}
nums = append(nums, row1)
nums = append(nums, row2)

数组作为函数参数

一维数组做参数：

  • 设定数组大小

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    func f1(nums [10]int)  {
    	...
    }

  • 未设定数组大小

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    func f1(nums []int)  {
    	...
    }

指针

go中指针的规则与C类似

&用来取地址，*用来取内容

定义指针：

1
var var_name *var-type

空指针

当一个指针被定义后没有分配到任何变量时，即为一个空指针 nil

指针数组 & 数组指针

指针数组 数组指针
是一个数组 是一个指针
每个元素都是一个指针 指向一个数组 
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n1, n2, n3 := 1, 2, 3
nums := [3]int{n1, n2, n3}     //普通数组
ptrs := [3]*int{&n1, &n2, &n3} //指针数组
nums_ptr1 := &nums             //数组指针
var nums_ptr2 *[3]int = &nums  //数组指针

结构体

定义结构体

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type struct_variable_type struct {
   member definition
   member definition
   ...
   member definition
}

声明结构体变量

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variable_name := structure_variable_type {value1, value2...valuen}
1
variable_name := structure_variable_type { key1: value1, key2: value2..., keyn: valuen}

通过 . 来访问结构体成员

示例：

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package main

import "fmt"

type Book struct {
	title  string
	author string
	id     int
}

func main() {
	book := Book{id: 1, title: "BookName", author: "John"}
	fmt.Println(book.id, book.title, book.author)
}

结构体指针

（与C不同）同样用 . 来访问结构体成员

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book_ptr := &book
fmt.Println(book_ptr.id, book_ptr.title, book_ptr.author)

Slice 切片

与C++中的 vector 类似，长度不固定的动态数组，可以追加元素

定义切片

  • 定义一个未指定大小的数组

    1
    var identifier []type

  • 也可以使用 make() 函数来创建切片

    1
    slice1 := make([]type, len, capacity)

初始化切片

  • 直接初始化切片，声明一个未指定大小的数组

    1
    s := []int{1,2,3}

  • 通过引用数组/切片初始化切片

    如有一数组/切片arr，可以通过引用这个数组/切片来初始化切片

    引用全部的数组

    1
    s := arr[:]

    引用从下标 startIndex 到 endIndex-1 的部分

    1
    s := arr[startIndex:endIndex]

    引用从下标 startIndex 到 最后一个元素 的部分

    1
    s := arr[startIndex:]

    引用从 第一个元素 到 endIndex-1 的部分

    1
    s := arr[:endIndex]

len() 和 cap()

  • len(s) 获取切片长度

  • cap(s) 获取切片容量

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s := make([]int, 3, 5)
fmt.Println(len(s), cap(s), s) //3 5 [0 0 0]

append()

append扩展切片，原切片不变，返回的新切片在原切片上加上扩展项

1
new_slice = append(old_slice []Type, elems ...Type)

append()的原理：

如果 old slice 的 capacity够加，则 new slice 直接在 old slice 的内存上追加，共享内存；
如果capacity不够加，则 new slice 不与 old slice 共享内存，而是另开一片内存，复制 old slice 的数据

示例：

old slice 的 capacity 不够加

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s1 := []int{0}
s2 := append(s1, 1, 2) //s1的cap不够，s2与s1不共内存
fmt.Println(s1, s2)    //[0] [0 1 2]
s1[0] = -1 //s2与s1不共内存，s1修改，不影响s2
fmt.Println(s1, s2) //[-1] [0 1 2]

old slice 的 capacity 够加

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s1 := make([]int, 1, 3)
s2 := append(s1, 1, 2) //s1的cap足够，s2与s1共内存
fmt.Println(s1, s2) //[0] [0 1 2]
s1[0] = -1 //s4与s3共内存，s3修改，s4也会相应变化
fmt.Println(s1, s2) //[-1] [-1 1 2]

copy()

copy复制切片，必须创造一个比原切片 capacity 更大的新切片，才能复制过来

1
copy(new_slice, old_slice)

copy 和 = 的区别：

  • = 赋值拷贝，会将原来slice的地址拷贝，新旧slice共享内存
  • copy 将slice内容进行拷贝，新旧slice不共享内存

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s1 := []int{0, 1, 2}

s2 := s1 //`=`赋值，指向同一片内存

s3 := make([]int, len(s1), 2*cap(s1))
copy(s3, s1) //copy复制，不共享内存

fmt.Println(s1, s2, s3) //[0 1 2] [0 1 2] [0 1 2]

s1[0] = -1
fmt.Println(s1, s2, s3) //[-1 1 2] [-1 1 2] [0 1 2]

Map 集合

无序的键值对，与C++中的map类似，但与C++中的map不同，

定义 Map

  • 使用 make 函数

    1
    map_variable := make(map[KeyType]ValueType, initialCapacity)

    initialCapacity 可选填，用于指定 Map 的初始容量。Map 的容量是指 Map 中可以保存的键值对的数量。

    示例：

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    // 创建一个空的 Map
    m1 := make(map[string]int)

    // 创建一个初始容量为 10 的 Map
    m2 := make(map[string]int, 10)

  • 使用 map 关键字

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    m1 := map[string]int{}

    m2 := map[string]int{
        "a": 1,
        "b": 2,
        "c": 3,
    }

常用操作

  • 获取元素

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    v1 := m["a"] 

    v2, ok := m["d"] // 如果键不存在，v2为该类型的零值，ok=false

  • 修改元素

    1
    m["a"] = 2

  • 删除元素

    1
    delete(m, "a")

  • 获取长度

    1
    l := len(m)

  • 遍历 map

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    for k, v := range m {
        ...
    }

控制结构

条件语句

if 语句

与C中类似，但是条件语句不需要用括号包住

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if condition1 {
    ...
} else if condition2 {
    ...
} else {
    ...
}

switch 语句

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switch expression {
case val1:
    ...
case val2:
    ...
default:
    ...
}
  • 先执行 expression
  • 从上往下依次找匹配的 case
  • go中的 switch 默认自带 break，匹配成功后，就不会执行其他 case
  • 如果希望匹配成功后继续执行后面的 case，可以使用 fallthrough

示例1:

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switch tag {
case 0:
	f1()
case 1, 2:
	f2()
default:
	f3()
}

示例2:

expression 可以为空

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switch {
case tag == 0:
	f1()
case tag == 1, tag == 2:
	f2()
default:
	f3()
}

Type Switch

switch还可以用来判断某个 interface 变量中实际存储的变量类型

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var x interface{}

switch i := x.(type) {
case nil:
	f1()
case int:
	f2()
case float64:
	f3()
default:
	f4()
}

fallthrough

如果在 case 的最后加上了 fallthrough，则无论紧接着的下一条 case 为 ture 还是 false，都会执行。

示例1:

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tag := 1

switch {
case tag == 0: // false
	fmt.Println("0") // 不执行
	fallthrough
case tag == 1: // true
	fmt.Println("1") // 执行
	fallthrough      // 下一个case无条件执行
case tag == 2: // 不必判断，直接执行
	fmt.Println("2") // 执行
	// 这里其实有个默认的 break
case tag == 3:
	fmt.Println("3") // 不执行
	fallthrough
default:
	fmt.Println("default") // 不执行
}

输出：
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示例2:

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tag := 1

switch {
case tag == 0: // false
	fmt.Println("0") // 不执行
	fallthrough
case tag == 1: // true
	fmt.Println("1") // 执行
	fallthrough      // 下一个case无条件执行
case tag == 2: // 不必判断，直接执行
	fmt.Println("2") // 执行
	fallthrough      // 下一个case无条件执行
case tag == 3: // 不必判断，直接执行
	fmt.Println("3") // 执行
	fallthrough      // 下一个case无条件执行
default: // 不必判断，直接执行
	fmt.Println("default") // 执行
}

输出：
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default

select 语句

select 类似于 switch，但是 select 只能用于通道操作

  • select 会监听所有通道，一旦有通道准备好，就随机选择其中一个通道执行
  • 如果所有通道都没准备好，则执行 default
  • 如果没有 default，select 将阻塞，直到某个通道可以运行

多个case匹配时，switch从上至下匹配第一个，select随机匹配一个

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select {
// 随机执行一个准备好了的通道
case <- channel1:
    ...
case value := <- channel2:
    ...
case channel3 <- value:
    ...
default:
// 所有通道都没有准备好，执行的代码
}

示例：

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package main

import "fmt"

func main() {
	// 定义两个通道
	ch1 := make(chan string)
	ch2 := make(chan string)

	// 启动两个 goroutine，分别从两个通道中获取数据
	go func() {
		for {
			ch1 <- "from 1"
		}
	}()
	go func() {
		for {
			ch2 <- "from 2"
		}
	}()

	// 使用 select 语句非阻塞地从两个通道中获取数据
	for i := 0; i < 10; i++ {
		select {
		case msg1 := <-ch1:
			fmt.Println(msg1)
		case msg2 := <-ch2:
			fmt.Println(msg2)
		default:
			// 如果两个通道都没有可用的数据，则执行这里的语句
			fmt.Println("no message received")
		}
	}
}

输出：
no message received
from 1
from 2
from 1
from 2
no message received
no message received
from 2
from 1
no message received

循环语句

for 语句

go的 for 语句有多种用法：

  • 与C的 for 相似的用法

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    for init; condition; post {
        ...
    }

  • 与C的 while 相似的用法

    只留下 condition 项，则只需判断 condition

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    for condition {
        ...
    }

  • 与C的 while(1) 相似的用法

    三项都不填，则无限循环

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    for {
        ...
    }

  • range格式

    for 循环的 range 格式可以对 slice、map、数组、字符串等进行迭代循环

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    for key, value := range oldMap {
        newMap[key] = value
    }

    也可以只提取 key 或者 value

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    for key := range oldMap {
        ...
    }

    只提取 value 时，需要用 _, 占掉 key 的位置

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    for _, value := range oldMap {
        ...
    }

break

与C中的break用法相似，但多一个标号的功能：

在多重循环中，可以使用标号 label 跳出指定的循环。

示例：

不加标号时，与C一样，只会 break 掉最里面的那层循环

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package main

import "fmt"

func main() {
    for i := 0; i < 3; i++ {
    	for j := 0; j < 3; j++ { // break掉这层循环
    		fmt.Printf("i = %d, j = %d\n", i, j)
    		break 
    	}
    }
}

输出：
i = 0, j = 0
i = 1, j = 0
i = 2, j = 0

加上标号后，会 break 掉标号的那层循环

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package main

import "fmt"

func main() {
re:
	for i := 0; i < 3; i++ { // break掉标号re这层循环
		for j := 0; j < 3; j++ {
			fmt.Printf("i = %d, j = %d\n", i, j)
			break re
		}
	}
}

输出：
i = 0, j = 0

continue

与 break 一样，可以通过标号 label 指定需要 continue 的循环

函数

函数的定义

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func function_name( [parameter list] ) [return_types] {
   ...
}
  • parameter list 参数列表，选填，可以无参，格式为 parameter_name1 type1, parameter_name2 type2, ...
  • return_types 返回类型，选填，可以无返回值（相当于C中的void），也可以返回多个值，格式为 (type1, type2, ...)

示例1：

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func max(num1, num2 int) int {
	if num1 > num2 {
		return num1
	} else {
		return num2
	}
}

示例2:

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func swap(x, y string) (string, string) {
	return y, x
}
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y, x := swap("hello", "world")

引用传递参数

与C中的指针类似，传递地址指针

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

函数变量

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package main

import "fmt"

func main() {
	// 声明函数变量
	findMax := func(num1, num2 int) int {
		if num1 > num2 {
			return num1
		} else {
			return num2
		}
	}

	max := findMax(1, 2)
	fmt.Println(max)
}

闭包

闭包包含两点：

  • 存在函数外部定义，但在函数内部引用的自由变量

  • 脱离了形成闭包的上下文，闭包也能照常使用这些自由变量，通常称这些自由变量为捕获变量

go语言中函数是头等对象，闭包可以充当C++中类的变量功能，也经常称闭包为有状态的函数

示例：

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package main

import "fmt"

// getSequence函数的返回值为一个函数
func getSequence() func() int {
	i := 0
	// 闭包函数
	return func() int {
		//返回函数内部，使用了返回函数外部定义的变量i
		i++
		return i
	}
}

func main() {
	//声明一个函数变量，此时会执行getSequence函数，令i=0，并定义一个累加函数nextNumber
	nextNumber1 := getSequence()
	nextNumber2 := getSequence()

	// 即使getSequence执行结束，依旧可以通过nextNumber调用闭包函数，并使用i
	// nextNumber每调用一次，i加一
	fmt.Println(nextNumber1()) // 输出1
	fmt.Println(nextNumber1()) // 输出2
	fmt.Println(nextNumber1()) // 输出3
	
	//两个闭包函数互不影响
	fmt.Println(nextNumber2()) // 输出1
	fmt.Println(nextNumber2()) // 输出2
	fmt.Println(nextNumber2()) // 输出3
}

  • getSequence返回一个闭包函数

  • 变量i就是在闭包外定义，闭包内使用的变量

  • 即使脱离了闭包的上下文，在main中，也可以调用nextNumber闭包函数，并使用定义在getSequence中的局部变量变量i

  • nextNumber1 := getSequence() 和 nextNumber2 := getSequence() 分别独立，各自的捕获变量i不影响

方法

在其他语言中，函数和方法是一样的，但在go中有所区别

方法是一种有接收者的特殊函数，可以实现C++类的函数功能

接受者可以是命名类型或者结构体类型的一个值或者是一个指针

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func (variable_name variable_data_type) function_name() [return_type]{
   ...
}
  • variable_name 接受者名
  • variable_data_type 接受者类型

示例：

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package main

import "fmt"

// 圆的结构体
type Circle struct {
	radius float64
}

// 方法，接受者必须为为 c Circle
func (c Circle) getArea() float64 {
	return 3.14 * c.radius * c.radius
}

func main() {
	var c1 Circle
	c1.radius = 1
	fmt.Println(c1.getArea()) //调用求面积的方法
}

类型转换

数值类型转换

格式：

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type_name(expression)

示例：

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var v1 int = 10
var v2 float64 = float64(v1)

字符串类型转换

  • string 转 int

    使用 strconv.Atoi 将 string 转换为 int，第二个返回值为可能发生的错误，可以用 _ 来忽略这个错误

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    package main

    import (
    	"fmt"
    	"strconv"
    )

    func main() {
    	str := "10"
    	num, err := strconv.Atoi(str)

    	if err != nil {
    		fmt.Println(err)
    	} else {
    		fmt.Println(num)
    	}
    }

  • int 转 string

    使用 strconv.Itoa 将 int 转换为 string

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    num := 10
    str := strconv.Itoa(num)

  • string 转 float

    使用 strconv.ParseFloat 将 string 转换为 float，第二个参数为 bitSize，用来选择究竟是64位还是32位的 float

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    str := "3.14"
    num, err := strconv.ParseFloat(str, 64)

接口类型转换

接口

go 通过接口实现了C++中多态的效果。

  • 接口把所有的具有共性的方法定义在一起

  • 隐式实现，不用声明某个struct实现了那个接口，如果一个struct实现了一个接口定义的所有方法，那么它就自动地实现了该接口

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/* 定义接口 */
type interface_name interface {
   method_name1 [return_type]
   method_name2 [return_type]
   method_name3 [return_type]
   ...
   method_namen [return_type]
}

/* 定义结构体 */
type struct_name struct {
   /* variables */
}

/* 实现接口方法 */
func (struct_name_variable struct_name) method_name1() [return_type] {
   /* 方法实现 */
}
...
func (struct_name_variable struct_name) method_namen() [return_type] {
   /* 方法实现*/
}

示例：

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package main

import "fmt"

// 接口声明
type Sleeper interface {
	sleep() //声明方法
}

type Cat struct {
	name string
}

type Dog struct {
	name string
}

// Cat和Dog都分别实现了Sleeper的sleep方法
func (c Cat) sleep() {
	fmt.Printf("Cat %s is sleeping\n", c.name)
}

func (d Dog) sleep() {
	fmt.Printf("Dog %s is sleeping\n", d.name)
}

// AnimalSleep函数实现了一个函数多个状态，也就是多态
func AnimalSleep(s Sleeper) {
	s.sleep()
}

func main() {
	var s Sleeper

	s = Cat{name: "cici"}
	AnimalSleep(s) //Cat cici is sleeping

	s = Dog{name: "dodo"}
	AnimalSleep(s) //Dog dodo is sleeping
}

定义一个 Sleeper 接口，Cat 和 Dog 都实现了Sleeper 接口的所有方法，所以隐式实现了接口。

如此 AnimalSleep() 函数实现了一个函数多个状态，也就是多态

错误处理

函数定义时，使用 errors.New 返回错误信息

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func Sqrt(f float64) (float64, error) {
    // 错误时，返回错误信息
    if f < 0 {
        return 0, errors.New("math: square root of negative number")
    }
    
    // 实现
    ...
}

调用函数时，接收返回的错误信息err

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result, err:= Sqrt(-1)

if err != nil {
   fmt.Println(err)
}

并发

goroutine 线程

goroutine 是轻量级线程，通过 go 关键字开启，如此可以同时多个线程并发进行。

同一个程序中的所有 goroutine 共享同一个地址空间。

格式：

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go func(x, y, z)

如此，就开启了一个新的线程 func(x, y, z)

示例：

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package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func eat() {
	for i := 0; i < 3; i++ {
		time.Sleep(100 * time.Millisecond)
		fmt.Println("eating")
	}
}

func drink() {
	for i := 0; i < 3; i++ {
		time.Sleep(100 * time.Millisecond)
		fmt.Println("drinking")
	}
}

func main() {
	go eat() // 开启一个eat线程
	drink() // eat和drink两个线程并发执行
}

输出：
drinking
eating
drinking
eating
eating
drinking

可以看出 eat 和 drink 两个线程并发执行，一下输出 eating，一下输出 drinking

channel 通道

通道是用来传递数据的一种数据结构，可用于两个 goroutine 之间通过传递值来同步运行和通讯

发送和接收

用 <- 来发送和接收数据

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ch <- value    // 把 value 发送到通道 ch
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v := <-ch  // 从 ch 接收数据
           // 并把值赋给 v

定义通道

利用 chan 关键字定义通道

  • 不带缓冲区的通道（默认）

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    ch := make(chan int)

    如此定义了一个不带缓冲区的通道，通道可以传递 int 参数

  • 带缓冲区的通道

    1
    ch := make(chan int, 100)

    如此定义了一个带缓冲区的通道，缓冲区大小为100

默认不带缓冲区，发送端发送数据，同时必须有接收端相应的接收数据。如果迟迟没有接收，发送方会阻塞直到接收方从通道中接收了值。

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package main

import "fmt"

func main() {
	ch := make(chan int) //没有缓冲区的通道
	ch <- 1              //这里发送端会直接卡死，一直卡在这里等待接收端的出现
	fmt.Println(<-ch)    //无法运行到此
}

带缓冲区的通道允许发送端和接收端异步，发送端可以先把数据放进缓存区内，发送端进程进行向下进行，不需要等待接收端接收。

但如果缓冲区满了，发送端同样会像不带缓冲区的通道那样卡住，直到有接收方从通道中接收了值。

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package main

import "fmt"

func main() {
	ch := make(chan int, 1) //有大小为1缓冲区的通道
	ch <- 1                 //1放入缓冲区，不会卡住
	fmt.Println(<-ch)       //可以运行输出1
}

关闭通道

关闭通道后，不会再发送数据到通道上了

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close(ch)

接收端在接收时，可以通过额外的第二个变量来判断通道是否关闭

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v, ok := <- ch

遍历通道

与数组、切片相同，使用 range 关键字来遍历通道

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for v := range ch {
    ...
}

规则：

  • 遍历一个空的通道（nil）时，阻塞
  • 遍历一个 阻塞 && 未关闭 的通道（nil）时，阻塞
  • 遍历一个 阻塞 && 已关闭 的通道（nil）时，不做任何操作
  • 遍历一个 非阻塞 && 未关闭 的通道（nil）时，接收所有缓存数据，然后阻塞
  • 遍历一个 非阻塞 && 已关闭 的通道（nil）时，接收所有缓存数据，然后返回

问题记录

单引号、双引号、反引号

  • 单引号 ''：包裹字符
  • 双引号 ""：包裹字符串，会解析其中的转义符
  • 反引号 ````：包裹字符串，不会解析其中的转义符
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fmt.Print("Hello, World!\n") //双引号，会解析其中的转义符
fmt.Print(`Hello, World!\n`) //反引号，不会解析其中的转义符

输出：

Hello, World!
Hello, World!\n%

Go modules

go modules 是 go 的依赖包管理工具

go 的包管理发展

在引入 go modules 之前，go 管理依赖包先是用 GOPATH，后来用 go vender

GOPATH

go path 理论上并不算是包管理工具，需要手动管理依赖包，写程序代码必须放在 $GOPATH/src 目录下，且依赖包没有版本可言

go vendor

解决了包管理问题，所有依赖包下载到项目的 vendor 目录下

go modules 的使用

首先要确定 go 语言的版本，至少需是 v1.11 以上版本

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go version

环境设置

查看 go 的环境变量

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go env

其中与 Go Modules 相关的环境设置如下

GO111MODULE

参考