谁发明了Go?

谁发明了Go

Go语言的设计和实现工作是由Google的一个研发小组以及来自世界各地的大量贡献者共同完成的。

动机

为什么要发明一门新语言？

在当今世界，编程语言在某些方面不够给力：

• 计算机运行速度快，但软件的构建慢。
• 为了速度和安全性需进行必要的依赖分析。
• 在类型上遇到了太多的阻碍。
• 对垃圾收集以及并发的支持太差。
• 多核被视为危机而不是机会。

积极应对

我们的目标是让编程重新回归快乐。

• 兼有动态语言的感觉以及静态类型系统的安全性；
• 编译成机器语言以获得更快的运行速度；
• 真正在运行时支持GC(垃圾收集)以及并发；
• 轻量级、灵活的类型系统；
• 拥有方法(method)，但却不是传统的OO(面向对象)语言。

资源

关于Go语言的更多背景资料请参见文档：http://golang.org

文档包括：

• 语言规范
• 教程
• "Effective Go"
• 标准库文档
• 安装和How-to文档
• FAQs
• 一个语言联系游乐场(在浏览器中运行Go程序)
• 更多

现状：编译器

gc(Ken Thompson)，又称6g，8g，5g 继承自Plan 9项目的编译器模型 生成代码速度非常快 不支持gcc直接链接

gccgo(Ian Taylor) 更为熟悉的体系架构 生成代码的速度没有gc那样快 支持gcc直接链接

支持32-bit和64-bit x86 (amd64，x86-64) 以及ARM。

垃圾收集器，并发等都已实现。 优秀且正逐步完善的标准库。

基础

是时候上一些代码了

package main

import "fmt"

func main() {

fmt.Print("Hello, 世界\n")

}

语言基础

• 假设熟悉其他C语言类的(C-like)编程语言，这里将快速浏览一些基础知识。
• 这里大部分内容是简单的且熟悉的，也可能因此而有些沉闷，这里先说声道歉。
• 接下来的两部分教程会包含很有趣的内容，不过我们首先需要打下良好基础。

词法结构

- 传统中蕴含新意。

- 源码采用UTF-8编码。空格包括：空白，tab，换行，回车。

- 标识符由字母和数字组成（外加'_')，字母和数字都是Unicode编码。

- 注释：

/* This is a comment; no nesting */

// So is this.

字面值(literals)

类似C语言中的字面值，但数值不需要符号以及大小标志(后续会有更多这方面内容)：

23

0x0FF

1.234e7

类似C中的字符串，但字符串是Unicode/UTF-8编码的。同时，\xNN总是有2个数字；\012总是3；两个都是字节：

"Hello, world\n"

"\xFF" // 1 byte

"\u00FF" // 1 Unicode char, 2 bytes of UTF-8

原生字符串：`\n\.abc\t\` == "\\n\\.abc\\t\\"

语法概述

基本上就是类C的语法，但使用反转的类型和声明，并使用关键字作为每个声明的开头。

var a int var b, c *int // 注意与C的不同 var d []int type S struct { a, b int }

基本的控制结构也十分熟悉：

if a == b { return true } else { return false }

for i = 0; i < 10; i++ { … }

注意：没有圆括号，但需要大括号。

后续会有更多有关这方面的内容。

分号

分号作为语句终止符号，但：

- 如果前一个符号是语句的结尾，那词法分析程序将自动在行尾插入一个分号 - 注意：比JavaScript的规则更清晰和简单

因此，下面的程序不需要分号：

package main

const three = 3 var i int = three

func main() { fmt.Printf("%d\n", i) }

在实际中，Go源码在for和if子句之外几乎都没有用到分号。

数值类型

数值类型(numeric types)是原生内置的，也是为大家所熟知的：

int uint int8 uint8 = byte int16 uint16 int32 uint32 float32 complex64 int64 uint64 float64 complex128

还有uintptr，一个大小足够存储一个指针的数值。

这些都是互不相同的类型；int不等于是int32，即便是在一个32位的机器上。

没有隐式类型转换(不过不要恐慌)。

Bool

普通的布尔类型bool，取值true和false(预定义的常量)。

if语句等使用布尔表达式。

指针类型和整型不是布尔类型。

string

原生内置的string类型代表不可改变的字节数组，即文本。string类型是用长度定界的，而不是以结尾0终止的。

字符串字面值是string类型。

和整型一样不可改变。可重新赋值，但不能修改其值。

正如"3"总是3，"hello"也总是"hello"。

Go语言对字符串操作提供了良好的支持。

表达式(Expressions)

大多都是类C语言的操作符。

二元操作符：

优先级 操作符 备注

5 * / % << >> & &^ &^是位清理操作符 4 + – | ^ ^是异或(xor) 3 == != < <= > >= 2 && 1 ||

一元操作符包括：& ! * + – ^(外加用于通信的<-) 一元操作符^是求补码/反码操作。

Go vs. C表达式

可以让C程序员惊喜的是：

更少的优先级层次(应该容易)。 ^替代了~ ++和–不再是表达式操作符(x++是一个语句，不是表达式；*p++是(*p)++，而不是*(p++)) &^是新操作符，在常量表达式中很有用 <<和>>等需要一个无符号的移位计数。

无惊喜的是：

赋值操作与所期望的一样：+= <<= &^=等 表达式总体看起来相似(下标、函数调用等)

例子

+x 23 + 3*x[i] x <= f() ^a >> b f() || g() x == y + 1 && <-ch > 0 x &^ 7 // x with the low 3 bits cleared fmt.Printf("%5.2g\n", 2*math.Sin(PI/8)) 7.234/x + 2.3i

"hello, " + "world" // concatenation // no C-like "a" "b"

数值转型

将一个数值从一个类型转换为另一个类型称为一次转型，其语法形式有点类似函数调用：

uint8(intVar) //截断到相应的大小 int(float64Var) //片段截断 float64(intVar) //转为float64

一些涉及string类型的转型：

string(0×1234) // == "\u1234" string(sliceOfBytes) // bytes -> bytes string(sliceOfInts) // ints -> Unicode/UTF-8 []byte("abc") // bytes -> bytes []int("日本語") // Unicode/UTF-8 -> ints

切片(slice)与数组相关，稍后会有更多相关内容。

常量

数值常量是"理想数"：没有大小或标志，因此没有U、L或UL作结尾。

077 // 八进制 0xFEEDBEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEF //十六进制 1 << 100

下面是整数和浮点数值，字面值的语法决定其类型：

1.234e5 // 浮点 1e2 // 浮点 3.2i // 浮点虚数 100 // 整数

常量表达式

浮点和整型常量可以任意组合，最终表达式的类型由常量的类型决定。操作自身也取决于类型。

2*3.14 // 浮点: 6.28 3./2 // 浮点：1.5 3/2 // 整型：1 3+2i // 复数：3.0 + 2.0i

// 高精度 const Ln2 = 0.69314718055994530941723212145817656807 const Log2E = 1/Ln2

数值的表示范围足够大(目前最大用1024位表示)。

理想数的结果

Go语言允许无需显式转型的情况下使用常量，前提是常量值可以被其类型表示(没有必要进行转型；其值表示起来没问题)：

var million int = 1e6 //float语法在这里可以使用 math.Sin(1)

常量必须可以被其类新表示。例如：^0的值为-1，不在0-255的范围内。

uint8(^0) //错误：-1无法用uint8类型表示 ^uint8(0) //OK uint8(350) //错误：350无法用uint8类型表示 uint8(35.0) //OK: 35 uint8(3.5) //错误：3.5无法用uint8类型表示

声明

声明以一个关键字开头(var, const，type和func)，并且与C中的声明次序相反：

var i int const PI = 22./7. type Point struct { x, y int } func sum(a, b int) int { return a + b }

为何要以相反次序声明呢？早期的一个例子：

var p, q *int

p和q的类型都是*int。并且函数读起来更佳，并且与其他声明一致。还有一个原因，马上道来。

Var

变量声明以var开头。

它们可以有一个类型或一个初始化表达式；至少应有一个或二者都有。初始化表达式应该与变量匹配(还有类型！)。

var i int var j = 365.245 var k int = 0 var l, m uint64 = 1, 2 var nanoseconds int64 = 1e9 // float64 constant! var inter, floater, stringer = 1, 2.0, "hi"

分派var

总是输入var让人生厌。我们可以通过括号让多个变量声明成为一组：

var ( i int j = 356.245 k int = 0 l, m uint64 = 1, 2 nanoseconds int64 = 1e9 inter, floater, stringer = 1, 2.0, "hi" )

这种形式适用于const,type, var，但不能用于func。

=:"短声明"

在函数内(只有在函数内这一种情况下)，下面形式的声明： var v = value

可以被缩短成： v := value

(这就是另外一个名字、类型倒序的原因)

类型就是值的类型(对于理想数，相应的类型是int或float64或complex128) a, b, c, d, e := 1, 2.0, "three", FOUR, 5e0i

这种形式的声明使用很频繁，并且在诸如for循环初始化表达式中也可以使用。

Const

常量声明以const开头。

它们必须有一个常量表达式，可在编译期间求值，作为初始化表达式，可以拥有一个可选的类型修饰符。

const Pi = 22./7. const AccuratePi float64 = 355./113 const beef, two, parsnip = "meat", 2, "veg" const ( Monday, Tuesday, Wednesday = 1, 2, 3 Thursday, Friday, Saturday = 4, 5, 6 )

Iota

常量声明可以使用计数器：iota，每个const块中的iota都从0开始计数，在每个隐式的分号(行尾)自增。

const ( Monday = iota // 0 Tuesday = iota // 1 )

速记：重复上一个类型和表达式。

const ( loc0, bit0 uint32 = iota, 1<<iota 0，1 loc2, bit2 //2，4 )

Type

类型声明以type开头。

我们后续会学习更多类型，不过先这里举几个例子：

type Point struct { x, y, z float64 name string } type Operator func(a, b int) int type SliceOfIntPointers []*int

我们稍后会回到函数。

New

内置函数new用于分配内存。其语法类似一个函数调用，以类型作为参数，与C++中的new类似。返回一个指向已分配对象的指针。

var p *Point = new(Point) v := new(int) // v的类型为*int

稍后我们将看到如何构建切片(slice)

Go语言中没有用于内存释放的delete或free。Go具备垃圾回收功能。

赋值

赋值是容易和熟悉的：

a = b

但Go还支持多项赋值：

x, y, z = f1(), f2(), f3() a, b = b, a //交互a,b的值

函数支持多个返回值(稍后有更多细节)：

nbytes, error := Write(buf)

控制结构

与C类似，但很多地方有不同。

Go支持if、for和switch。

正如之前说的，无需小括号，但大括号是必要的。

如果将它们看为一组，它们的用法很规律。例如，if、for和switch都支持初始化语句。

控制结构的形式

后续会有细节，但总体上：

if和switch语句以1元素和2元素形式呈现，后面详细讲解。

for循环具有1元素和3元素的形式：

1元素形式等价于C语言中的while： for a {} 3元素形式等价于C语言中的for： for a;b;c {}

在所有这些形式里，任何元素都可以是空。

if

基本形式是大家所熟知的，但已经没有了"else悬挂"问题了：

if x < 5 { less() } if x < 5 { less() } else if x == 5 { equal() }

支持初始化语句；需要分号。

if v := f(); v < 10 { fmt.Printf("%d less than 10\n", v) } else { fmt.Printf("%d not less than 10\n", v) }

与多元函数一起使用更有益处：

if n, err = fd.Write(buf); err != nil { … }

省略条件意为true，在这里没有什么用。但在for，switch语句中尤其有用。

for

基本形式是大家所熟知的： for i := 0; i < 10; i++ { … }

省略条件意为true:

for ;; { fmt.Printf("looping forever") }

而且你还可以省略分号： for { fmt.Printf("Mine! ") }

不要忘记多项赋值： for i,j := 0,N; i < j; i,j = i+1,j-1 {…}

(Go中没有像C中那样的逗号操作符)

switch细节

switch与C中的switch有些类似。

不过，有一些语法和语义的重要不同之处： - 表达式不必一定是常量，甚至可以不必是int。 - 没有自动的fall through - 但作为替代，语法上，最后的语句可以为fallthrough - 多case可以用逗号分隔

switch count%7 { case 4,5,6: error() case 3: a *= v; fallthrough case 2: a *= v; fallthrough case 1: a *= v; fallthrough case 0: return a*v }

Switch

Go中的switch要远比C中的强大。常见的形式：

switch a { case 0: fmt.Printf("0") default: fmt.Printf("non-zero") }

switch表达式可以是任意类型，如果为空，则表示true。结果类似一个if-else链：

a, b := x[i], y[j] switch { case a < b: return -1 case a == b: return 0 case a > b: return 1 }

或

switch a, b := x[i], y[j]; { … }

Break，continue等

break和continue语句的工作方式与C中的类似。

它们可以指定一个label并影响外层结构：

Loop: for i := 0; i < 10; i++ { switch f(i) { case 0, 1, 2: break Loop } g(i) }

是的，那是一个goto。

函数

函数以func关键字开头。

如果有返回类型，返回类型放在参数的后面。return的含义和你期望的一致。

func square(f float64) float64 { return f*f }

函数支持返回多个值。这样，返回类型就是一个括号包围的列表。

func MySqrt(f float64) (float64, bool) { if f >= 0 { return math.Sqrt(f), true } return 0, false }

空标识符

如果你只关心MySqrt函数返回的第一个值？你仍然需要将第二个值放在一个地方。

解决方法：使用空标识符_(下划线)。它是预声明的，可以被赋予任何无用的值。

// Don't care about boolean from MySqrt. val, _ = MySqrt(foo())

在空标识符其他的适用场合中，我们仍然会展示它。

带结果变量(result variable)的函数

如果你给结果参数命名了，你可以将它当作实际变量使用。

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) { if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true } else { v,ok = 0,false } return v,ok }

结果变量被初始化为"0"(0，0.0,false等。根据其类型；稍后有更多有关内容)

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) { if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true } return v,ok }

空返回

最后，一个没有返回表达式的return将返回结果变量的当前值。下面是另外两个MySqrt的版本：

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) { if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true } return // must be explicit } func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) { if f < 0 { return } // error case return math.Sqrt(f),true }

0是什么

Go中的内存都是被初始化了的。所有变量在执行之前的声明时被初始化。如果没有显式的初始化表达式，我们将使用对应类型的"0值"。下面的循环：

for i := 0; i < 5; i++ { var v int fmt.Printf("%d ", v) v = 5 } 将打印0 0 0 0 0。

0值取决于类型：数值是0；布尔是false；空字符串是""；指针，map、切片、channel是nil；结构体是0等。

Defer

defer语句负责在其所在的函数返回时执行一个函数(或方法)。其参数在到达defer语句那个时刻被求值；其函数在返回时被执行。

func data(fileName string) string { f := os.Open(fileName) defer f.Close() contents := io.ReadAll(f) return contents }

在关闭文件描述符、解互斥锁等场合十分有用。

每Defer执行一个函数

Go按按后入先出(LIFO)次序执行一组defer函数。

func f() { for i := 0; i < 5; i++ { defer fmt.Printf("%d ", i) } }

上面代码将输出4 3 2 1 0。你可以在最后关闭所有文件描述符以及解锁所有互斥锁。

用defer跟踪代码

func trace(s string) { fmt.Println("entering:", s) } func untrace(s string) { fmt.Println("leaving:", s) }

func a() { trace("a") defer untrace("a") fmt.Println("in a") }

func b() { trace("b") defer untrace("b") fmt.Println("in b") a() }

func main() { b() }

不过我们可以实现的更灵巧一些。

参数当即求值，defer稍后执行

func trace(s string) string { fmt.Println("entering:", s) return s } func un(s string) { fmt.Println("leaving:", s) } func a() { defer un(trace("a")) fmt.Println("in a") } func b() { defer un(trace("b")) fmt.Println("in b") a() } func main() { b() }

函数字面值

和在C中一样，函数不能在函数内部声明。但函数字面值却可以被赋值给变量。

func f() { for i := 0; i < 10; i++ { g := func(i int) { fmt.Printf("%d",i) } g(i) } }

函数字面值是闭包(closure)

函数字面值实际上是闭包。

func adder() (func(int) int) { var x int return func(delta int) int { x += delta return x } }

f := adder() fmt.Print(f(1)) fmt.Print(f(20)) fmt.Print(f(300))

输出1 21 321 – f中的x累加。

程序构建

包(package)

一个程序以一个包的形式构建，这个包还可以使用其他包提供的一些设施。

一个Go程序的创建是通过链接一组包。

一个包可以由多个源码文件组成。

导入包中的名字可以通过packagename.Itemname访问。

源码文件结构

每个源码文件包括：

- 一个package字句(文件归属于哪个包)；其名字将作为导入包时的默认名字。 package fmt - 一个可选的import声明集 import "fmt" //使用默认名字 import myFmt "fmt" //使用名字myFmt

- 0个或多个全局或“包级别”声明。

单一文件包

package main // 这个文件是包main的一部分

import "fmt" // 这个文件使用了包"fmt"

const hello = "Hello, 世界\n"

func main() { fmt.Print(hello) }

main和main.main

每个Go程序包含一个名为main的包以及其main函数，在初始化后，程序从main开始执行。类似C,C++中的main()函数。

main.main函数没有参数，没有返回值。当main.main返回时，程序立即退出并返回成功。

os包

os包提供Exit函数以及访问文件I/O以及命令行参数的函数等。

// A version of echo(1) package main

import ( "fmt" "os" )

func main() { if len(os.Args) < 2 { // length of argument slice os.Exit(1) } for i := 1; i < len(os.Args); i++ { fmt.Printf("arg %d: %s\n", i, os.Args[i]) } } // falling off end == os.Exit(0)

全局作用域与包作用域

在一个包中，所有全局变量、函数、类型以及常量对这个包的所有代码可见。

对于导入该包的包而言，只有以大写字母开头的名字是可见的：全局变量、函数、类型、常量以及方法和结构体中全局类型以及变量的字段。

const hello = "you smell" // 包内可见 const Hello = "you smell nice" //全局可见 const _Bye = "stinko!" // _不是大写字母

这与C/C++非常不同：没有extern、static、private以及public。

初始化

有两种方法可以在main.main执行前初始化全局变量： 1) 带有初始化语句的全局声明 2) 在init函数内部，每个源文件中都可能有init函数。

包依赖可以保证正确的执行顺序。

初始化总是单线程的。

初始化例子

package transcendental

import "math"

var Pi float64

func init() { Pi = 4*math.Atan(1) // init function computes Pi } ==== package main

import ( "fmt" "transcendental" )

var twoPi = 2*transcendental.Pi // decl computes twoPi

func main() { fmt.Printf("2*Pi = %g\n", twoPi) } ==== 输出: 2*Pi = 6.283185307179586

包与程序构建

要构建一个程序，包以及其中的文件必须按正确的次序进行编译。包依赖关系决定了按何种次序构建包。

在一个包内部，源文件必须一起被编译。包作为一个单元被编译，按惯例，每个目录包含一个包，忽略测试，

cd mypackage 6g *.go

通常，我们使用make; Go语言专用工具即将发布（译注：Go 1中可直接使用go build、go install等高级命令，可不再直接用6g、6l等命令了。）

构建fmt包

% pwd /Users/r/go/src/pkg/fmt % ls Makefile fmt_test.go format.go print.go # … % make # hand-written but trivial % ls Makefile _go_.6 _obj fmt_test.go format.go print.go # … % make clean; make …

目标文件被放在_obj子目录中。

编写Makefiles时通常使用Make.pkg提供的帮助。看源码。

测试

要测试一个包，可在这个包内编写一组Go源文件；给这些文件命名为*_test.go。

在这些文件内，名字以Test[^a-z]开头的全局函数会被测试工具gotest自动执行，这些函数应使用下面函数签名：

func TestXxx(t *testing.T)

testing包提供日志、benchmarking、错误报告等支持。

目前的库规模是适中的，但还在增长。

一些例子：

包 目的 例子 fmt 格式化I/O Printf、Scanf os OS接口 Open, Read, Write strconv numbers<-> strings Atoi, Atof, Itoa io 通用I/O Copy, Pipe flag flags: –help等 Bool, String log 事件日志 Logger, Printf regexp 正则表达式 Compile, Match template html等 Parse, Execute bytes 字节数组 Compare, Buffer

© 2012, bigwhite. 版权所有.

本文来自：Tony Bai

感谢作者：bigwhite