我的Go语言初体验

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分享最近学习 Go 语言的心得和体会。

Go 概览

Go 的特征

我经常说要学一样东西，首先要搞清楚它为什么会出现？解决了什么问题 ？

只要了解这些底层的根本问题，你才会有持续的动力深入学习，而不是盲目跟风和三分钟热度。

Go 语言是 google 在 2009年11月发布的项目，在编程语言里面算是非常年轻的小伙子。

至于 Go 语言的诞生和历史，大家可以看看这篇文章：三分钟了解 Go 语言的前世今生

我个人认为 Go 的诞生是有时代的必要性，因为它主要解决主要是解决了：

• 动态语言的性能和弱类型问题
• 静态语言的开发效率和复杂度，还有并发问题

我们都知道 Google 是世界上数据量最大的公司，Go 语言的轻量级线程设计，也帮助 Google 降低运算和并发计算的成本，这也是 Go 语言能诞生的一个重要目的。

在数据爆炸的今天，Go 语言重新平衡了开发效率和运行性能，所以 Go 会在未来十年，都是最重要的编程语言

关于 go 的定位，大家看下图可能会更清晰：

Go 的设计理念

刚接触这门语言的时候，能感受到它的设计者是经过认真思考的，从不同语言迁移过来的开发者，可以从 Go 身上看到很多其他语言的影子，因为设计者借鉴了许多其他语言的设计，但是它也非常的克制，不是完全照搬，而且非常精准的把优秀并且使用的设计融入到 Go 当中，将很多不实用且复杂的设计直接剔除。

虽然 Go 出自名门，你从 Go 身上看不到什么学院派的影子，没有多余的设计，没有复杂的概念，处处可见的 简单，实用 的设计理念，因为它的创造者的理念是：

只有通过设计上的简单性，系统才能在增长的过程中保持稳定和自洽

Go 另外还有一个特点区别于其他语言的就是，Go 语言为了追求代码可读性，可能是第一个将代码风格在编译器层面做出强制要求的语言。例如：

• 首字母大写代表 public，代表导出类型，外部可访问
• 首字母小写代码 private，代表非导出类型，仅内部可访问
• 还有对 {} 换行的限制，
• 编译层面就不允许出现无用变量
• 等等&……

Go 对于动态语言：

写过动态语言类似 Ruby，Python 的开发者，最头痛的应该就是类型问题，因为不确定类型，导致很多问题在编译期无法被发现，直接 runtime 的时候才能暴露出现，处理成本极高。Go 语言提供简单够用的类型系统，对于动态语言开发者不会有太大的手上成本，也帮助了动态语言的开发者解决大多数类型问题。

Go 对于静态语言：

Go 语言并没有去照搬 C++ 和 Java 那套超级复杂的类型系统，Go 放弃了大量的 OOP 特性，不支持继承和重载，对于 Java/C++ 等主流 OOP 编程语言，Go 可能也是一个彻头彻尾的异类，但是不要怀疑 Go 也是一门面向对象的编程语言，只是他在用自己理解方法，一种不同寻常的方式来解释面向对象，它的特征如下：

• 它没有继承、甚至没有类
• 没有继承，通过组合来完成继承
• 类型和接口都是非侵入式（无需声明接口的实现）

至于 Go 其他语言的区别，可以单独列出一篇文章，这里暂时不深入讨论了……

Go 语法简介

短赋值语句、递增语句

符合 Java 程序员的习惯、Go 支持短赋值语句、递增语句，下面简单看一个示例即可：

x := 0
x += 5
fmt.Print(x)   // x = 5

x++
fmt.Print(x)   // x = 6

x--
fmt.Print(x)   // x = 5

Go 虽然是静态编译型语言，但是拥有很多动态语言才有的语法特性，比如批量赋值、变量交换，示例：

// 批量赋值
x, y, z := 1, 2, 3
// 交换变量
x, y = y ,x

Java 程序员应该很羡慕这种交换变量的写法，因为在 Java 中想要交换变量必须要声明一个很别扭的 tmp 临时变量才能实现变量的交换

Go 只支持 for 一种循环语句（减少心智负担）

// for 格式
for init; condition; post{
  // 循环逻辑
}

for i := range ary {
 // for range 用于遍历 slice 的快捷方法
}

初体验

Go 命名规范

不同于其他语言，Go 中的函数、变量、常量、类型和包都遵循一个简单和统一的原则：

• 名称开始是一个 Unicode 字符即可，区分大小写
• 例如：HeapSort 和 heapSort 是不同的名称

还有就是上面说到的，通过大小写的命名规范，直接把 private 和 public 权限声明的关键字这种并无很大作用的关键字给移除了，这种在不改变功能的前提下做减法，可谓是刀法快准狠

另外在 Go 官方的 Demo 和文档来看， Go 是比较推崇简短的命名原则，有以下两点：

• 如果作用域越长，那么命名就应该越清晰（也就是越长）
• Go 是推崇驼峰命名法的，而不是 C 语言里面的下划线分割法

关键字

我们先看一组数据对比：

• C++ 关键字数量 62 个
• Java 关键字数量 53 个
• Go 关键字数量 25 个

从关键字的数量上，也可以看得出 Go 语言的设计者的克制，对简单设计哲学的践行。也降低学习成本和学习 Go 语言的心智负担，是一门对于初学者非常友好的语言

变量表达式

总结一下 Go 其实只有 4种可声明的类型，主要如下：

• 变量：通过 var 或者 := 声明
• 常量：通过关键字 const 声明
• 类型：通过关键字 type 声明
• 函数：通过关键字 func 声明

变量的标准声明格式是：

var name type = expression
// 上面声明方式很清晰，但是很啰嗦，平时很少用，通常使用短变量的声明格式
// 如下：
name := expression  // 短变量可以通过 expression 自动推导 name 的类型

短变量声明格式短小，灵活，所以是平时很常用的声明方式。

另外在 Go 语言中，变量，常量都可以通过以下方式进行批量声明：

var (
  ...
)

const (
 ...
)

如果变量没有初始化表达式，例如 var name int，那么会触发 Go 语言的零值机制（Default Value），具体每种类型对应的零值，大家可以自行 Google，这里就不长篇大论了。

通过零值其实可以明白：Go 里面不存在没有初始化的变量，这也保证了 Go 语言的健壮性，不容易出现低级错误

引用传递和值传递

熟悉 Go 语言基础的都知道 Go 的引用传递在不加任何修饰符的情况下，默认是值传递，为什么要这样设计呢 ？

因为这样的设计会为 Go 语言的垃圾回收带来性能上的提升，值传递可以最大化的减少变量的逃逸行为，变量会最大概率的被分配到栈上，栈上分配的变量是无需等待 GC 的回收，还可以减少堆内存的占用和 GC 的压力，倒不是要大家去学习垃圾回收的工作原理，或者特别去关心变量的逃逸行为，但是对于变量的生命周期还是要搞清楚的。

在 Go 里面通过表达式的 &variable 可以获取该变量的指针，通过 *pointer 可以获取该指针变量的值，这是众所周知的事情，所以在 Go 里面想要传递引用也是很简单的事情，并且使用指针可以在无需知道变量名字的情况下，读取和更新变量。

指针是可以比较的，相同值的指针必然相同，我们看一段代码：

p := 0   // 声明类型
&p != nil  // true， 比较指针，说明 p 当前指向一个变量

var x, y int   // 声明类型， default value 0
&x == &x     // true， 相同指针结果必然相等
&x == &y    // false，指针不同，结果不相等

函数参数也可以通过 * 表示当前参数的传递类型，例如函数：func incr(p *int) 表示当前 p 参数是指针传递，不过多年编程经验来看，这样引用传递过多的话，可能你的程序库庞大后，或者你想找到一个被经常传递的引用变量在哪里被修改的，你可能会很难找到和定位，这可能是传递指针所带来的一个副作用吧

基本类型

Go 的基本类型也很少，常用的也就是：整型（int）、浮点（flora）、布尔（bool）、字符串（string）、复数（complex），和 Java 的不同之处在于，string 在 Go 里面是内置的基本数据类型，在 Java 中确实一个实体类。不过我个人感受 String 本就应该是基本数据类型。用类组合 byte[] 来实现字符串似乎还是有些别扭。

整数

这里主要区分有符号整数、无符号整数。

不过无符号因为无法表达负数，所以平时使用场景比较少，往往只用于数据库自增 ID，位运算和特定算数，实现位集，解析二进制等，这里要了解平时还是使用 int 等有符号整数比较多就好，具体区分如下：

• 有符号整数：int8、int16、int32、int64
• 无符号整数：uint8、uint16、uint32、uint64

Int 后面的数字代表类型的大小，也就是 2N 次幂，使用明确的类型可以更好的利用内存空间，Go 语言的所有二元操作符和其他语言别无二致，另外 Go 不支持三元表达式，原因我也不知道为什么，个人猜测可能是因为考虑函数多返回值的原因，但是 if/else 这样的代码就要写很多了，感觉还是挺呕心的。

浮点数 float32、float64 也没什么好讲的，都很简单，只有一个原则，如果想要减少浮点运算误差，尽量推荐使用 float64，因为 float64 有效数是 15 位，差不多是 float32 的 3倍

复数（complex）目前看上去很少用，后面用到再聊聊……

布尔类型（bool）除了名字短点，基本和其他语言没有区别，跳过

字符串

可以简单聊聊，string 是 Go 的基本数据类型，这点和 Java 的类型有些不同，但是相同点还是蛮多的，例如：

• 都可以通过加号（+）拼接字符串，但是返回新的字符串（但性能敏感慎用）

不知道是不是 Go 语言设计者同时也是 UTF-8 编码的设计者（Rob、Ken），所以 Go 语言源文件默认就是 UTF8 编码，可以预见到使用 Go 语言会大大减少乱码问题。

另外介绍几个 Go 常用处理字符的工具包，如下：

• strings：提供搜索、比较、替换等平时常用的字符操作函数
• bytes：顾名思义，提供操作 byte[] 类型的函数
• strconv：提供布尔，整数，浮点等其他类型转为 string 的服务
• unicode：提供对于文字符号特性判断的函数服务

命名返回值

Go 语言可以在返回类型中，给返回值命名，所以在 return 中就无需再显示返回，代码如下

func split(sum int) (x, y int) {
  x = sum + 3
  y = sum + x
  return  // 将变量直接返回
}

func main() {
  fmt.Println(split(50))  // res:53, 103
}

不过这种灵活的写法，会对影响代码的可读性，不利于团队协作。不推荐使用。

从代码可读性和团队协作的角度来说，建议写成如下方式，代码更可读，如下：

func split(sum int) (int, int) {
  x := sum + 3
  y := sum + x
  return x, y
}

func main() {
  fmt.Println(split(50))  // res:53, 103
}

常量

值得注意的是，常量使用 const 关键字，任何基本数据类型都可以声明为常量，但是不能使用 := 语法声明，示例：

const Pi = 3.14
const World = "世界"
const Truth = true

跟 import 类似可以批量声明，这样可以减少很多 const 重复声明，，如下：

const (
  Pi = 3.14
  World = "世界"
  Truth = true
)

循环

只有 for 一种循环，简单用法如下：

sum := 0
for i := 0; i < 10; i++ {
  sum += i
}

Go语言的循环和 Java、Javascript 的区别主要在于没有小括号，但是大括号则是必须的

很多编程语言都有 while 语句，但是在 Go 里面也是可以用 for 替代，如下：

sum := 1
for sum < 100 {
  sum += 1  // sum 累积 100 次
}

// out: 100

if

跟 for 类似，if 也是没有小括号的，其他方面和常见的语言差不多，如下：

if x < 0 {
  fmt.Println('x < 0')
}

比较有特色的是，Go语言的 if 可以在执行表达式之前，执行一段声明语句，如下：

func conditon(x, n, lim float64) float64 {
  // 初始化 v 变量，在进行表达式判定
  // 值得注意的是：v 是 if 条件内的局部变量，外部无法调用
  if v := x * n; v < lim {
    return v
  }
  return lim
}

condition(3, 5, 10)   // out: 10

switch

switch 是简化一连串 if else 的利器，不过 Go 语言的 switch 和其他语言差别不大，这里就不多说了。。

延迟函数 defer

算是 Go 语言的特色，Go 的语言运行机制保证它会在函数返回后执行，所以通常用于关闭资源（网络/文件/IO）等操作，如下：

defer fmt.Println("end")  // 最先声明，但会在最后执行

fmt.Println("hello")
fmt.Println("Phoenix")

//out: 
//hello
//Phoenix
//end

值得注意的是，在使用 defer 声明函数被压力栈中，所以有多个 defer 声明会根据 FIFO 先进先出的顺序执行，如下

defer fmt.Println("1")
defer fmt.Println("2")
defer fmt.Println("3")

fmt.Println("done")

// done
// 3
// 2
// 1

指针

Go 通过 & 可以直接操作指针，并且通过 * 操作符可以通过指针修改引用值，如下：

x, y = 100, 200
p := &x   // get i 指针
*p = 21    // 通过指针修改引用值
fmt.Println(x)  //out x = 21

slice 切片

是 Go 语言比较常用的动态数组，值得注意的是它的传递是引用的，任何对切出来的变量进行修改，都会影响到原本的值，代码如下：

names := []string{
  "金刚",
  "哥斯拉",
  "怪兽",
  "奥特曼"
}

a := names[0:2]  // out:[金刚,哥斯拉]
b := names[1:3]  // out:[哥斯拉,怪兽]
b[0] = "XXX"

fmt.Println(a)  // out:[金刚,XXX]
fmt.Println(b)  // out:[XXX,怪兽]
fmt.Println(names)// out:[金刚,XXX,怪兽,奥特曼]

备注：声明一个 slice 就像声明一个没有长度的数组

slice 的快捷切片写法：

s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
s = s[1:4]  // out: 3, 5, 7
// s[0:2] 的简写
s = s[:2]   // out: 3, 5
s = s[1:]   // out: 5

在 slice 中 length 和 capacity 是分开存储，例如上面改变长度，并不会改变容量，在 slice 中的长度和容量可以通过函数 len() 和 cap() 获取，参考以下几行代码：

s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}  // len=6, cap=6
s = s[:0]   // len=0, cap=6
s = s[:4]   // len=4, cap=6

Map

Go 语言 map 的简单用法：

// 使用字面量，声明并且初始化一个简单的 map，[key:string，value:int]
s := map[string]int{"a": 123, "b": 456, "c":789}
// out: map[a:123 b:456 c:789]

// 插入和更新
s["d"] = 1001  // out: map[a:123 b:456 c:789, d:1001]

//删除元素
delete(s, "d")  // out: map[a:123 b:456 c:789]

// 检索元素
value = s["a"]  // out: 123

// 比较常用的快捷检索
if v, ok := s["a"]; ok {
  fmt.Println("the value is >", v)   // out: 123
}

函数变量

在 Go 中函数可以作为变量复制，也可以作为参数被引用

// 声明函数参数为函数变量，fn 则执行该函数
func compute(fn func(float64, float64) float64) float64 {
  return fn(3, 4)
}

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

// 传递函数变量
hypot(5, 12)  // out: 13
compute(hypot) // out: 5

闭包

Go 的闭包是一段匿名函数，并且可以访问外部的局部变量，如下 adder 返回一个函数闭包：

func adder() func(int) int {
  sum := 5
  return func(x int) int {
   sum += x
   return sum
  }
}

// 声明 pos 函数变量
pos := adder()
fmt.Println(pos(5))  // out: 10

后面还有很多内容。。。。有空再聊。。。