学习 Go 语言中文教程

学习Go 语言 Go 1 作者： Miek Gieben 译者： 邢兴 感谢： Go 作者，Google 下朋友提供了帮助和贡献： （按字母顺序） Andrey Mirtchovski，Anthony Magro，Babu Sreekanth，Ben Bullock，Bob Cunningham，Brian Fallik，Cecil New，Damian Gryski，Dan Kortschak，Filip Zaludek，Haiping Fan，Jaap Akkerhuis，JC van Winkel，Jeroen Bulten，Jinpu Hu，Jonathan Kans，Makoto Inoue，Mayuresh Kathe，Michael Stapelberg，Paulo Pinto，Russel Winder，Sonia Keys，Stefan Schroeder，Thomas Kapplet，Uriel，邢兴。 This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 License. Miek Gieben – ©2010 - 2012 邢兴– ©2011，2012 本作品依照署名-非商业性使用-相同方式共享3.0 Unported许可证发布。访 问http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ 查看该许可证副本，或写信 到Creative Commons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California, 94105, USA。 本书所有实例代码依此方式放入公共领域。 “学习Go 语言” 已经被翻译为： • 中文，邢星； • 俄文，…。 让我们开始学习Go 吧。 （1.0） 支持Go 1 版本 Contents 读者 ........................................ vi 本书使用的设置 ..................................vii 1 简介 1 官方文档 ...................................... 1 前身 ........................................ 2 获得 Go ...................................... 2 在 Windows 下获得 Go ............................... 3 练习 ........................................ 4 答案 ........................................ 5 2 基础 6 Hello World .................................... 7 编译和运行代码 .................................. 7 本书使用的设置 .................................. 8 变量、类型和保留字 ................................ 8 运算符和内建函数 .................................11 Go 保留字 .....................................12 控制结构 ......................................12 内建函数 ......................................17 array、slices 和 map ................................18 练习 ........................................22 答案 ........................................25 3 函数 30 作用域 .......................................31 多个返回值 .....................................32 命名返回参数 ...................................33 延迟的代码 .....................................34 变参 ........................................35 函数作为值 .....................................36 回调 ........................................36 恐慌（Panic）和恢复（Recover）.........................37 练习 ........................................38 答案 ........................................41 4 包 48 标识符 .......................................49 包的文档 ......................................50 测试包 .......................................50 常用的包 ......................................52 练习 ........................................53 答案 ........................................55 5 进阶 58 内存分配 ......................................58 定义自己的类型 ..................................61 ii Chapter: Contents 转换 ........................................63 练习 ........................................64 答案 ........................................67 6 接口 70 方法 ........................................72 接口名字 ......................................73 简短的例子 .....................................73 练习 ........................................78 答案 ........................................79 7 并发 82 更多关于 channel .................................84 练习 ........................................85 答案 ........................................87 8 通讯 90 文件和目录 .....................................90 命令行参数 .....................................92 执行命令 ......................................92 网络 ........................................93 练习 ........................................94 答案 ........................................97 A 版权 106 贡献者 .......................................106 许可证和版权 ...................................107 B 索引 108 C Bibliography 110 List of Figures 1.1 Go 编年史 .................................... 2 2.1 array 与 slice 对比 ................................20 3.1 一个简单的 LIFO 栈 ...............................38 6.1 使用反射去除层次关系 ..............................77 List of Code Examples 2.1 Hello world .................................... 7 2.2 Declaration with = ................................ 8 2.3 Declaration with := ................................ 8 2.4 Familiar types are still distinct .......................... 9 2.5 array 和 slice ...................................20 List of Code Examples iii 2.6 Simple for loop ..................................25 2.7 For loop with an array ..............................25 2.8 Fizz-Buzz .....................................26 2.9 Strings ......................................27 2.10 Runes in strings ..................................27 2.11 Reverse a string ..................................28 3.1 函数定义 .....................................30 3.2 递归函数 .....................................31 3.3 局部作用域 ....................................31 3.4 全局作用域 ....................................31 3.5 当函数调用函数时的作用域 ............................31 3.6 没有 defer .....................................34 3.7 With defer ....................................34 3.8 函数符号 .....................................35 3.9 带参数的函数符号 .................................35 3.10 在 defer 中访问返回值 ..............................35 3.11 Anonymous function ...............................36 3.12 使用 map 的函数作为值 ..............................36 3.13 Go 中的平均值函数 ................................41 3.14 stack.String() ...................................43 3.15 有变参的函数 ...................................43 3.16 Fibonacci function in Go .............................44 3.17 Map 函数 .....................................44 3.18 Bubble sort ....................................45 4.1 A small package ..................................48 4.2 even 包的使用 ...................................48 4.3 even 包的测试 ...................................51 4.4 包里的 Stack ...................................55 4.5 Push/Pop 测试 ...................................55 4.6 逆波兰计算器 ...................................56 5.1 Use of a pointer ..................................58 5.2 获取指针指向的值 .................................58 5.3 Structures .....................................61 5.4 Go 中更加通用的 map 函数 ............................67 5.5 cat 程序 ......................................68 6.1 定义结构和结构的方法 ..............................70 6.2 用空接口作为参数的函数 .............................72 6.3 实现接口失败 ...................................72 6.4 扩展内建类型错误 .................................73 6.5 扩展非本地类型错误 ................................73 6.6 使用反射自省 ...................................76 6.7 反射类型和值 ...................................76 6.8 私有成员的反射 ..................................77 6.9 公有成员的反射 ..................................77 6.10 通用的计算最大值 .................................79 7.1 Go routine 实践 ..................................82 7.2 Go routines 和 channel ..............................83 7.3 使用 select ....................................84 7.4 Go 的 channel ...................................87 7.5 添加额外的退出 channel .............................87 iv Chapter: Contents 7.6 Go 的斐波那契函数 ................................88 8.1 从文件读取（无缓冲） ..............................90 8.2 从文件读取（缓冲） ................................91 8.3 在 shell 中创建目录 ................................91 8.4 在 Go 中创建目录 .................................91 8.5 Processes in Perl .................................94 8.8 uniq(1) 的 Perl 实现 ................................95 8.6 Go 中的进程 ....................................97 8.7 wc(1) 的 Go 实现 .................................98 8.9 uniq(1) 的 Go 实现 ................................99 8.10 简易 echo 服务器 .................................99 8.11 数字游戏 .....................................100 List of Exercises 1 (1) Documentation ................................ 4 2 (1) For-loop ....................................22 3 (1) FizzBuzz ....................................22 4 (1) Strings .....................................22 5 (4) Average ....................................23 6 (4) 平均值 .....................................38 7 (3) 整数顺序 ....................................38 8 (4) 作用域 .....................................38 9 (5) 栈 .......................................38 10 (5) 变参 ......................................38 11 (5) 斐波那契 ....................................39 12 (4) Map function .................................39 13 (3) 最小值和最大值 ................................39 14 (5) 冒泡排序 ....................................39 15 (6) 函数返回一个函数 ...............................39 16 (2) stack 包 ....................................53 17 (7) 计算器 .....................................54 18 (4) 指针运算 ....................................64 19 (6) 使用 interface 的 map 函数 ..........................64 20 (6) 指针 ......................................65 21 (6) 链表 ......................................65 22 (6) Cat .......................................65 23 (8) 方法调用 ....................................65 24 (6) 接口和编译 ..................................78 25 (5) 指针和反射 ..................................78 26 (7) 接口和 max() .................................78 27 (4) Channel ....................................85 28 (7) 斐波那契 II ...................................85 29 (8) 进程 ......................................94 30 (5) 单词和字母统计 ................................94 31 (4) Uniq ......................................94 32 (9) Quine .....................................95 33 (8) Echo 服务 ...................................95 34 (9) 数字游戏 ....................................95 List of Exercises v 35 (8) *Finger 守护进程 ...............................95 前言 “Go 是面向对象的语言吗？是也不是。” FAQ GOAUTHORS 读者 这是关于来自Google 的Go 语言的简介。目标是为这个新的、革命性的语言提供一个指南。 这本书的目标读者是那些熟悉编程，并且了解某些编程语言，例如C[7]，C++[29]，Perl[9]，Java[22]，Erlang[8]，Scala[23]，Haskell[1]。 这不是教你如何编程的书，只是教你如何使用Go。 学习某样新东西，最佳的方式可能是通过建立自己的程序来探索它。因此每章都包含了若干 练习（和答案）让你熟悉这个语言。练习标有编号Qn，而n 是一个数字。在练习编号后面 的圆括号中指定了该题的难度。难度范围从0 到9，0 是最简单，而9 最难。其后为了容易索 引，提供了一个简短的名字。例如： Q1. (1) map 函数… 展示了难度等级1、编号Q1 的关于map() 函数的问题。相关答案在练习的下一页。答案的顺 序和练习一致，而对于以An 开头的问题，对应编号n 的练习。一些练习没有答案，它们被 用星号标识出来。 内容布局 第1 章：简介 提供了关于Go 的简介和历史。同时讨论了如何获得Go 本身的代码。虽然Go 完全可 能在Windows 平台上使用，但这里还是假设使用类Unix 环境。 第2 章：基础 讨论了语言中可用的基本类型，变量和控制结构。 第3 章：函数 在第三章中了解了函数，这是Go 程序中的基本部件。 第4 章：包 在第4 章中，会了解在包中整合函数和数据。同时也将了解如何对包编写文档和进行 测试。 第5 章：进阶 然后，在第5 章中会看到如何创建自定义的类型。同时也将了解Go 中的内存分配。 第6 章：接口 Go 不支持传统意义上的面向对象。在Go 中接口是核心概念。 第7 章：并发 通过go 关键字，函数可以在不同的例程（叫做goroutines）中执行。通过channel 来 完成这些goroutines 之间的通讯。 本书使用的设置 vii 第8 章：通讯 最后一章展示了如何用接口来完成Go 程序的其他部分。如何创建、读取和写入文 件。同时也简要了解一下网络。 希望你喜欢这本书，同时也喜欢Go 语言。 本书使用的设置 • Go 被安装在˜/go； • 希望编译的Go 代码放在˜/g/src 而$GOPATH 设置为GOPATH=˜/g。 翻译 本书的内容可随意取用。这里已经有相关翻译： • 中文，邢兴：http://www.mikespook.com/learning-go/ • 俄文，… Miek Gieben, 2011 – miek@miek.nl 邢兴, 2011 – mikespook@gmail.com 1 简介 “对此感兴趣，并且希望做点什么。” 在为Go 添加复数支持时 KENTHOMPSON 什么是Go？来自于网站：[18]: Go 编程语言是一个使得程序员更加有效率的开源项目。Go 是有表达力、简 洁、清晰和有效率的。它的并行机制使其很容易编写多核和网络应用，而新奇 的类型系统允许构建有弹性的模块化程序。Go 编译到机器码非常快速，同时 具有便利的垃圾回收和强大的运行时反射。它是快速的、静态类型编译语言， 但是感觉上是动态类型的，解释型语言。 Go 1 是Go 语言的第一个稳定发布版本。本文档的所有练习都工作于Go 1 ——如果不行，那 就是bug。 本书使用了下面的约定： • 代码用DejaVuMono 显示； • 关键词用DejaVuMonoBold 显示； • 注释用DejaVuMonoItalic 显示； • 代码中额外的标记， ← 用这种形式展现； • 使用数字 ..1 对长内容标记——解释会跟随其后； • 行号在右边展示； • Shell 示例用% 作为标记； • 强调的段落会缩进，在左边有竖线。 官方文档 Go 已经有大量的文档。 例如Go Tutorial [17] 和Effective Go [12]。网站http://golang.org/ 在互联网上搜索时， 应 当 使 用“golang”这 个 词 来 代 替 原 始 的“go”。 doc/ 是绝佳的起点a。虽然并不一定要阅读这些文档，但是强烈建议这么做。 Go 1 可以用两个程序提供文档服务： 1. godoc ，该程序用于（第三方）包文档； 2. godoc，用于官方包文档，例如Go 1 相关的所有内容。 这两个最明显的区别在于内建文档（参阅下一章的“运算符和内建函数“）： ahttp://golang.org/doc/ 本身是由Go 程序godoc 提供服务的。 2 Chapter 1: 简介 % godocbuiltin ← 35lines % godocbuiltin ← 242lines 通常这两个的区别并无大碍，不过要留意godoc 和godoc 并不等同。在第4 章解释了如何构 造你自己的包的文档。 前身 Go 的前身来自于Inferno [2]（基于Plan 9 [3] 的改造）。Inferno 包含了一个叫做Limbo [4] 的语言。来自于Limbo 论文中的引用： Limbo 是用于开发运行在小型计算机上的分布式应用的编程语言。它支持模 块化编程，编译期和运行时的强类型检查，进程内基于具有类型的channel 通 讯，原子性垃圾收集，和简单的抽象数据类型。它被设计用于即便是没有硬件 内存保护的小型设备上，也能安全的运行。 Go 从Limbo 继承的另一个特性是channel（参阅第7 章）。从Limbo 文档来的另一段： [channel] 是用于向系统中其他代理发送和接收特定类型对象的通讯机制。channel 可以用于本地进程间通讯；用于连接到命名的目的地的库方法。两种情况都是 直接发送和接收操作的。 在Go 中，channel 比在Limbo 中更加好用。如果我们对Go 的历史深入探索，会发现一个 到“Newsqueak” [26] 的引用，这是在类C 语言中使用channel 通讯的拓荒者。channel 对于 这些语言并不是独一无二的，另一个非类C 语言，Erlang [8]，也在使用它。 Figure 1.1. Go 编年史 Newsqueak Limbo GoErlang 1989 19951986 2009 使用channel 与其他进程进行通讯的办法，叫做通讯序列化过程（Communicating Sequen- tial Processes - CSP），由C. A. R. Hoare [25] 设计构想，而他正是那个发明快速排序[24] 算 法的人。 Go 是第一个实现了简单的（或更加简单的）并行开发的、跨平台类C 语言。 获得Go 在这一节中将介绍如何在本地设备上安装Go，不过也可以在线上的http://play.golang. org/ 编译Go 代码。这是最为便捷的尝试代码的方法。 也可以从[19] 获得已经编译好的二进制版本。 Ubuntu 和Debian 都有Go 包在其仓库中，查找“golang”包。但是工作的时候仍然有一些小 问题。现在仍然使用源码进行安装。 因此只能手工从mercurial 中获取Go 代码并且编译。对于其他类Unix 系统，过程类似。 在 Windows 下获得 Go 3 • 首先安装Mercurial （获取hg 命令）。在Ubuntu/Debian/Fedora 需要安装mercurial 包； • 为了编译Go 需要包：bison，gcc，libc6-dev，ed，gawk 和make； • 设置环境变量GOROOT 为Go 安装目录： % exportGOROOT=˜/go • 然后获取Go 最新的发布版（=Go 1）源代码： % hgclone-rreleasehttps://go.googlecode.com/hg/$GOROOT • 设置PATH 到Go 的二进制文件所在目录，这样Shell 可以找到它们： % exportPATH=$GOROOT/bin:$PATH • 编译Go % cd$GOROOT/src % ./all.bash 如果全部都没问题，你最终会看到下面的内容： +---cd../test +0knownbugs;0unexpectedbugs + +ALLTESTSPASSED + +--- +InstalledGoforlinux/amd64in/home/go +Installedcommandsin/home/go/bin 在Windows 下获得Go 最好的方式是遵从[19] 的介绍，为了方便重复如下。 • 下载Go -1：http://code.google.com/p/go/downloads/list?q=OpSys-Windows+Type% 3DArchive; • 解压缩到C:\ 盘； • 确保内容在C:\Go。注意：在解压缩zip 文件时，这个目录会被创建； • 添加C:\Go\bin 到$PATH： exportPATH=C:\Go\bin 4 Chapter 1: 简介 练习 Q1. (1) Documentation 1. Go 的文档可以通过godoc 程序阅读，它包含在Go 的发布包中。 godochash 给出了hash 包的信息： % godochash PACKAGE packagehash ... ... ... SUBDIRECTORIES adler32 crc32 crc64 fnv 哪个godoc 的命令可以显示hash 包中的fnv 文档？ 答案 5 答案 A1. (1) Documentation 1. fnv 包在hash 的子目录中，所以只需要 go doc hash/fnv 即可。 也可以指定“Go 手册”中某个函数的的文档。例如，函数Printf 在fmt 包中，仅阅读 这个函数的文档，使用：go doc fmt Printf。 所有的内建函数同样可以通过godoc 程序访问：godoc builtin。 2 基础 “在Go 中，代码说到做到。” Go Nuts 邮件列表 ANDREWGERRAND 有一些东西使得Go 不同于其他语言。 清晰并且简洁 Go 努力保持小并且优美，你可以在短短几行代码里做许多事情。 并行 Go 让函数很容易成为非常轻量的线程。这些线程在Go 中被叫做goroutines a； Channel 这些goroutines 之间的通讯由channel [33, 25] 完成； 快速 编译很快，执行也很快。目标是跟C 一样快。编译时间用秒计算； 安全 当转换一个类型到另一个类型的时候需要显式的转换并遵循严格的规则。Go 有垃圾 收集，在Go 中无须free()，语言会处理这一切； 标准的格式化 Go 程序可以被格式化为程序员希望的（几乎）任何形式，但是官方格式是存在的。 标准也非常简单：gofmt 的输出就是官方认可的格式。 类型后置 类型在变量名的后面，像这样varaint ，来代替C 中的inta; ； UTF-8 任何地方都是UTF-8的，包括字符串以及程序代码。你可以在代码中使用Φ = Φ + 1； 开源 Go 的许可证是完全开源的，查阅Go 发布的源码中的LICENSE 文件。 开心 用Go 写程序会非常开心！ Erlang [8] 与Go 在部分功能上类似。Erlang 和Go 之间主要的区别是Erlang 是函数式语言， 而Go 是命令式的。Erlang 运行在虚拟机上，而Go 是编译的。Go 用起来感觉更接近Unix。 a是的，它的发音很接近coroutines，但是goroutines 确实有一些不同，我们将在第7 章讨论。 Hello World 7 Hello World 在Go 指南中，用一个传统的方式展现了Go：让它打印”Hello World” （Ken Thompson 和Dennis Ritchie 在20 世纪70 年代，发布C 语言的时候开创了这个先河）。我们不认为可以 做得更好，所以就是这个，Go 的”Hello World”。 Listing 2.1. Hello world 1package main ..0 3import "fmt" // 实现格式化的I/O。..1 5/* Print something */ ..2 6func main() {..3 7..4 8fmt.Printf("Hello, world; or καληµ´ρα κóσµ; orこんにちは世界\n") 9} 逐行阅读这个程序。 ..0 首行这个是必须的。所有的Go 文件以package 开头，对于独立运行的执行文件必须是package main； ..1 这是说需要将”fmt” 包加入main。不是main 的其他包都被称为库，其他许多编程语言有着 类似的概念（参阅第4 章）。末尾以// 开头的内容是注释； ..2 这同样是注释，不过这是被包裹于/* 和*/ 之间的； ..3 package main 必须首先出现，紧跟着是import。在Go 中，package 总是首先出现，然后 是import，然后是其他所有内容。当Go 程序在执行的时候，首先调用的函数是main.main() ，这是从C 中继承而来。这里定义了这个函数； ..4 第8 行调用了来自于fmt 包的函数打印字符串到屏幕。字符串由" 包裹，并且可以包含 非ASCII 的字符。这里使用了希腊文和日文。 编译和运行代码 构建Go 程序的最佳途径是使用go 工具。 构建helloworld 只需要： % gobuildhelloworld.go 结果是叫做helloworld 的可执行文件。 % ./helloworld Hello,world;or καληµ´ρα κóσµ; or こんにちは世界 8 Chapter 2: 基础 本书使用的设置 • Go 被安装在˜/go； • 希望编译的Go 代码放在˜/g/src 而$GOPATH 设置为GOPATH=˜/g。在使用包的时候需要 用到这个变量（参阅第4 章）。 变量、类型和保留字 在接下来的章节中，我们将会了解这个新语言的变量、基本类型、保留字和控制流。Go 在 语法上有着类C 的感觉。如果你希望将两个（或更多）语句放在一行书写，它们必须用分 号(’;’)分隔。一般情况下，你不需要分号。 Go 同其他语言不同的地方在于变量的类型在变量名的后面。不是：int a，而是a int。当 定义了一个变量，它默认赋值为其类型的null 值。这意味着，在var a int后，a 的值为0。 而var s string，意味着s 被赋值为零长度字符串，也就是""。 在Go 中，声明和赋值是两步的一个过程，但是可以连在一起。比较下面作用相同的代码片 段。 Listing 2.2. Declaration with = var a int var b bool a = 15 b = false Listing 2.3. Declaration with := a :=15 b :=false 在左边使用了保留字var 声明变量，然后赋值给它。右边的代码使用了:= 使得在一步内完 成了声明和赋值（这一形式只可用在函数内）。在这种情况下，变量的类型是由值推演出 来的。值15 表示是int 类型，值false 告诉Go 它的类型应当是bool。多个var 声明可以成 组，const 和import 同样允许这么做。留意圆括号的使用： var ( x int b bool ) 有相同类型的多个变量同样可以在一行内完成声明：var x,y int 让x 和y 都是int 类型变 量。同样可以使用平行赋值： a, b :=20,16 让a 和b 都是整数变量，并且赋值20 给a，16 给b。 一个特殊的变量名是_（下划线）。任何赋给它的值都被丢弃。在这个例子中，将35 赋值 给b，同时丢弃34。 _, b :=34,35 Go 的编译器对声明却未使用的变量在报错。下面的代码会产生这个错误：声明了i 却未使 用 package main func main() { var i int } 变量、类型和保留字 9 布尔类型 布尔类型表示由预定义的常量true 和false 代表的布尔判定值。布尔类型是bool。 数字类型 Go 有众所周知的类型如int，这个类型根据你的硬件决定适当的长度。意味着在32 位硬件 上，是32 位的；在64 位硬件上是64 位的。注意：int 是32 或64 位之一，不会定义成其他 值。uint 情况相同。 如果你希望明确其长度，你可以使用int32 或者uint32。完整的整数类型列表（符号和 无符号）是int8，int16，int32，int64 和byte，uint8，uint16，uint32，uint64。byte 是uint8 的别名。浮点类型的值有float32 和float64 （没有float 类型）。64 位的整数和浮 点数总是 64 位的，即便是在32 位的架构上。 需要留意的是这些类型全部都是独立的，并且混合用这些类型向变量赋值会引起编译器错 误，例如下面的代码： Listing 2.4. Familiar types are still distinct 1package main 3func main() { 4var a int ← Genericintegertype 5var b int32 ← 32bitsintegertype 6a = 15 7b = a + a ← Illegalmixingofthesetypes 8b = b + 5 ← 5 isa (typeless)constant,sothisisOK 9} 在行7 触发一个赋值错误： types.go:7:cannotusea+ a (typeint)astypeint32inassignment 赋值可以用八进制、十六进制或科学计数法：077, 0xFF, 1e3 or 6.022e23 这些都是合法的。 常量 常量 在Go 中，也 就是constant。它们在编译时被创建，只能是数字、字符串或布尔 值；const x = 42 生成x 这个常量。可以使用iota b 生成枚举值。 const ( a = iota b = iota ) 第一个iota 表示为0，因此a 等于0，当iota 再次在新的一行使用时，它的值增加了1，因此b 的值是1。 也可以像下面这样，省略Go 重复的= iota： b单词[iota] 在日常英语短语’not one iota’，意思是’不是最小的差异’，是来自新约中的短语：“until heaven and earth pass away, not an iota, not a dot, will pass from the Law.” [35] 10 Chapter 2: 基础 const ( a = iota b ← Implicitlyb= iota ) 如果需要，可以明确指定常量的类型： const ( a = 0 ← Isan int now b string = "0" ) 字符串 另一个重要的内建类型是string。赋值字符串的例子： s :="Hello World !" 字符串在Go 中是UTF-8 的由双引号(”) 包裹的字符序列。如果你使用单引号(’) 则表示一个字 符（UTF-8编码）——这种在Go 中不是 string。 一旦给变量赋值，字符串就不能修改了：在Go 中字符串是不可变的。从C 来的用户，下面 的情况在Go 中是非法的。 var s string = "hello" s[0] = 'c' ← 修改第一个字符为'c'，这会报错 在Go 中实现这个，需要下面的方法： s :="hello" c :=[] byte(s) ..0 c[0] = 'c' ..1 s2 := string(c) ..2 fmt.Printf("%s\n", s2) ..3 ..0 转换s 为字节数组，查阅在第5 章”转换”节、63 页的内容； ..1 修改数组的第一个元素； ..2 创建新的字符串s2 保存修改； ..3 用fmt.Printf 函数输出字符串。 多行字符串 基于分号的置入（查阅[12] 章节“Semicolons”），你需要小心使用多行字符串。如 果这样写： s :="Starting part" + "Ending part" 会被转换为： 运算符和内建函数 11 s :="Starting part" ; + "Ending part"; 这是错误的语法，应当这样写： s :="Starting part" + "Ending part" Go 就不会在错误的地方插入分号。另一种方式是使用反引号` 作为原始字符串符号： s :=`Starting part Ending part` 留意最后一个例子s 现在也包含换行。不像转义字符串标识 ，原始字符串标识的值在引 号内的字符是不转义的。 Runes Rune 是int 的别名。 复数 Go 原生支持复数。它的变量类型是complex128 （64 位虚数部分）。如果需要小一些的，还 有complex64 ——32 位的虚数部分。复数写为re+ im i，re 是实数部分，im 是虚数部分， 而i 是标记’i’( √−1)。使用复数的一个例子： var c complex64 = 5+5i;fmt.Printf("Valueis:%v",c) 将会打印：(5+5i) 错误 任何足够大的程序或多或少都会需要使用到错误报告。因此Go 有为了错误而存在的内建类 型，叫做error。 运算符和内建函数 Go 支持普通的数字运算符，表格2.1 列出了当前支持的运算符，以及其优先级。它们全部是 从左到右结合的。 Table 2.1. 运算优先级 Precedence Operator(s) Highest * / % << >> & &^ + - | ^ == != < <= > >= <- && Lowest || 12 Chapter 2: 基础 + - * / 和% 会像你期望的那样工作，& | ^ 和&^ 分别表示位运算符按位与，按位或，按位 异或和位清除。&& 和|| 运算符是逻辑与和逻辑或。表格中没有列出的是逻辑非：!。 虽然Go 不支持运算符重载（或者方法重载），而一些内建运算符却支持重载。例如+ 可以用 于整数、浮点数、复数和字符串（字符串相加表示串联它们）。 Go 保留字 Table 2.2. Go 中的保留字 break default func interfaceselect case defer go map struct chan else goto packageswitch const fallthroughif range type continuefor importreturn var 表格2.2 列出了Go 中所有的保留字。在下面的段落和章节中会介绍它们。其中有一些已经遇 到过了。 • var 和const 参阅“变量、类型和保留字” 在8 页； • package 和import 已经有过短暂的接触，在“Hello World” 部分。在第4 章对其有详细 的描述。 其他都有对应的介绍和章节： • func 用于定义函数和方法； • return 用于从函数返回，func 和return 参阅第3 章了解详细信息； • go 用于并行（第7 章）； • select 用于选择不同类型的通讯，参阅第7 章； • interface 参阅第6 章； • struct 用于抽象数据类型，参阅第5 章； • type 同样参阅第5 章。 控制结构 在Go 中只有很少的几个控制结构c。例如这里没有do 或者while 循环，只有for。有（灵活 的）switch 语句和if，而switch 接受像for那样可选的初始化语句。还有叫做类型选择和多 路通讯转接器的select （参阅第7 章）。语法有所不同（同C 相比）：无需圆括号，而语句 体必须总是包含在大括号内。 c这个章节复制于[12]。 控制结构 13 if-eles 在Go 中if 看起来是这样的： if x > 0 { ← { ismandatory return y } else { return x } 强制大括号鼓励将简单的if 语句写在多行上。无论如何，这都是一个很好的形式，尤其是 语句体中含有控制语句，例如return 或者break。 if 和switch 接受初始化语句，通常用于设置一个（局部）变量。 if err := file.Chmod(0664) ; err != nil { ← nilislikeC'sNULL log.Stderr(err) ← Scopeoferrislimitedto if'sbody return err } 可以像通常那样使用逻辑运算符（参考2.1 表格）： if true && true { println("true") } if ! false { println("true") } 在Go 库中，你会发现当一个if 语句不会进入下一个语句流程——也就是说，语句体结束 于break，continue，goto 或者return——不必要的else 会被省略。 f, err :=os.Open(name, os.O_RDONLY, 0) if err != nil { return err } doSomething(f) 这个例子通常用于检测可能的错误序列。成功的流程一直执行到底部使代码很好读，当遇到 错误的时候就排除它。这样错误的情况结束于return 语句，这样就无须else 语句。 f, err :=os.Open(name, os.O_RDONLY, 0) if err != nil { return err } d, err :=f.Stat() if err != nil { return err } doSomething(f, d) 下面的语法在Go 中是非法的： 14 Chapter 2: 基础 if err != nil { ← 必须同if 在同一行 return err } 参阅[12] “Semicolons” 章节了解其后更深入的原因。 if-then-else 的结尾 注意如果在函数中这样结束： if err != nil { return err } else { return nil } 它不会编译。这是Go 编译器的一个bug。参阅[21] 了解更多关于此问题的描述，以及可 能的修复。 goto Go 有goto 语句——明智的使用它。用goto 跳转到一定是当前函数内定义的标签。例如假设 这样一个循环： func myfunc() { i := 0 Here: ← 这行的第一个词，以分号结束作为标签 println(i) i++ goto Here ← 跳转 } 标签名是大小写敏感的。 for Go 的for 循环有三种形式，只有其中的一种使用分号。 for init; condition; post {} ← 和C 的for 一样 for condition {} ← 和while 一样 for { } ← 和C 的for(;;) 一样（死循环） 短声明使得在循环中声明一个序号变量更加容易。 sum :=0 for i := 0; i < 10; i++ { sum+=i ← sum=sum+i 的简化写法 } ← i 实例在循环结束会消失 控制结构 15 最后，由于Go 没有逗号表达式，而++ 和– 是语句而不是表达式，如果你想在for 中执行多个 变量，应当使用平行赋值。 // Reversea for i, j := 0, len(a)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 { ← 平行赋值 a[i], a[j] = a[j], a[i] ← 这里也是 } break 和continue 利用break 可以提前退出循环，break 终止当前的循环。 for i := 0; i < 10; i++ { if i > 5 { break ← 终止这个循环，只打印0 到5 } println(i) } 循环嵌套循环时，可以在break 后指定标签。用标签决定哪个循环被终止： J: for j :=0 ; j < 5; j++ { for i :=0 ; i < 10; i++ { if i > 5 { break J ← 现在终止的是j 循环，而不是i 的那个 } println(i) } } 利用continue 让循环进入下一个迭代，而略过剩下的所有代码。下面循环打印了0 到5。 for i := 0; i < 10; i++ { if i > 5 { continue ← 跳过循环中所有的代码println(i) range 保留字range 可用于循环。它可以在slice、array、string、map 和channel（参阅第7 章）。range 是个迭代器，当被调用的时候，从它循环的内容中返回一个键值对。基于不同的内 容，range 返回不同的东西。 当对slice 或者array 做循环时，range 返回序号作为键，这个序号对应的内容作为值。考虑 这个代码： list :=[] string{"a", "b", "c", "d", "e", "f"}..0 for k, v := range list {..1 // 对k 和v 做想做的事情 ..2 } ..0 创建一个字符串的slice（参阅“array、slices 和 map” 在18 页）。 16 Chapter 2: 基础 ..1 用range 对其进行循环。每一个迭代，range 将返回int 类型的序号，string 类型的 值，以0 和”a” 开始。 ..2 k 的值为0…5，而v 在循环从”a”…”f”。 也可以在字符串上直接使用range。这样字符串被打散成独立的Unicode 字符d 并且起始位按 照UTF-8 解析。循环： for pos, char := range "aΦx" { fmt.Printf("character '%c' starts at byte position %d\n", char, pos) } 打印 character'a'startsatbyteposition0 character' Φ' startsatbyteposition1 character'x'startsatbyteposition3 ← Φ took2bytes switch Go 的switch 非常灵活。表达式不必是常量或整数，执行的过程从上至下，直到找到匹 配项，而如果switch 没有表达式，它会匹配true 。这产生一种可能——使用switch 编 写if-else-if-else 判断序列。 func unhex(c byte) byte { switch { case '0' <=c && c <='9': return c - '0' case 'a' <=c && c <='f': return c - 'a'+ 10 case 'A' <=c && c <='F': return c - 'A'+ 10 } return 0 } 它不会匹配失败后自动向下尝试，但是可以使用fallthrough 使其这样做。没有fallthrough： switch i { case 0: // 空的case 体 case 1: f() // 当i ==0 时，f 不会被调用！ } 而这样： switch i { case 0: fallthrough case 1: f() // 当i ==0 时，f 会被调用！ } d在UTF-8 世界的字符有时被称作runes。通常，当人们讨论字符时，多数是指8 位字符。UTF-8 字符可能会 有32 位，称作rune。 内建函数 17 用default 可以指定当其他所有分支都不匹配的时候的行为。 switch i { case 0: case 1: f() default: g() // 当i 不等于0 或1 时调用 } 分支可以使用逗号分隔的列表。 func shouldEscape(c byte) bool { switch c { case ' ', '?', '&', '=', '#', '+': ← , as"or" return true } return false } 这里有一个使用两个switch 对字节数组进行比较的例子： // 比较返回两个字节数组字典数序先后的整数。 // 如果a ==b 返回0，如果a < b 返回-1，而如果a > b 返回+1 func Compare(a, b []byte) int { for i :=0 ; i < len(a) &&i < len (b); i++ { switch { case a[i] > b[i]: return 1 case a[i] < b[i]: return -1 } } // 长度不同，则不相等 switch { case len(a) < len (b): return -1 case len(a) > len (b): return 1 } return 0 // 字符串相等 } 内建函数 预定义了少数函数，这意味着无需引用任何包就可以使用它们。表格2.3 列出了所有的内建 函数。e e可以使用命令godocbuiltin 获得关于内建类型和函数的在线文档。 18 Chapter 2: 基础 Table 2.3. Go 中的预定义函数 closenew panic complex deletemakerecoverreal len appendprintimag cap copy println close 用于channel 通讯。使用它来关闭channel，参阅第7 章了解更多。 delete 用于在map 中删除实例。 len 和cap 可用于不同的类型，len 用于返回字符串、slice 和数组的长度。参阅“array、slices 和 map” 小节了解更多关于slice、数组和函数cap 的详细信息。 new 用于各种类型的内存分配。参阅“用 new 分配内存” 在59 页。 make 用于内建类型（map、slice 和channel）的内存分配。参阅“用 make 分配内存” 在59 页。 copy 用于复制slice。append 用于追加slice。参阅本章的“slice”。 panic 和recover 用于异常处理机制。参阅“恐慌（Panic）和恢复（Recover）” 在37 页了 解更多信息。 print 和println 是底层打印函数，可以在不引入fmt 包的情况下使用。它们主要用于调 试。 complex、real 和imag 全部用于处理复数。有了之前给的简单的例子，不用再进一步讨论 复数了。 array、slices 和map 可以利用array 在列表中进行多个值的排序，或者使用更加灵活的：slice。字典或哈希类型 同样可以使用，在Go 中叫做map。 array array 由[n] 定义，n 标示array 的长度，而 标示希望存储的内容的类型。 对array 的元素赋值或索引是由方括号完成的： var arr[10] int arr[0] = 42 arr[1] = 13 fmt.Printf("The first element is%d\n", arr[0]) array、slices 和 map 19 像var arr=[10] int 这样的数组类型有固定的大小。大小是类型的一部分。由于不同的大 小是不同的类型，因此不能改变大小。数组同样是值类型的：将一个数组赋值给另一个数 组，会复制所有的元素。尤其是当向函数内传递一个数组的时候，它会获得一个数组的副 本，而不是数组的指针。 可以像这样声明一个数组：var a [3]int，如果不使用零来初始化它，则用复合声明：a := [3]int{1,2,3 } 也可以简写为a :=[...] int{1,2,3 }，Go 会自动统计元素的个数。 注 复 合 声 明 允 许 你 直 接 将 值 赋 值 给array 、slice 或 者map。 参 阅 第60 页 的“构 造 函 数 与 复 合 声 明”章 节了解更多信息。 意，所有项目必须都指定。因此，如果你使用多维数组，有一些内容你必须录入： a :=[2][2] int{ [2]int{1,2}, [2]int{3,4}} 类似于： a :=[2][2] int{ [...]int{1,2}, [...]int{3,4}} 当声明一个array 时，你必须在方括号内输入些内容，数字或者三个点(...)。 从发布 Go 发布版2010-10-27 [16]。版2010-10-27[16] 开始这个语法就变得更加简单了。来自于发布记录： array、slice 和map 的复合声明变得更加简单。使用复合声明的array、slice 和map，元素复合声明的类型与外部一直，则可以省略。 这表示上面的例子可以修改为： a :=[2][2] int{ { 1,2},{3,4}} slice TODO Add push/pop to this section as con- tainer/vector will be depricated. slice 与array 接近，但是在新的元素加入的时候可以增加长度。slice 总是指向底层的一 个array。slice 是一个指向 array 的指针，这是其与array 不同的地方；slice 是引用类型， 引用类型使用make 创 建。 这意味着当赋值某个slice 到另外一个变量，两个引用会指向同一个array。例如，如果一个 函数需要一个slice 参数，在其内对slice 元素的修改也会体现在函数调用者中，这和传递底 层的array 指针类似。通过： sl := make([]int, 10) 创建了一个保存有10 个元素的slice。需要注意的是底层的array 并无不同。slice 总是与一个 固定长度的array 成对出现。其影响slice 的容量和长度。 图2.1 描述了下面的Go 代码。首先 创建了m 个元素长度的array，元素类型int：var array[m]int 然后对这个array 创建slice：slice:=array[0:n] 然后现在有： • len(slice)==n ; • cap(slice)==m ; • len(array)== cap(array)==m . 20 Chapter 2: 基础 Figure 2.1. array 与slice 对比 . . . len == cap == m array slice 0 0 n-1 n-1 m-1 len == n . . . m-1 cap == m 给定一个array 或者其他slice，一个新slice 通过a[I:J] 的方式创建。这会创建一个新 的slice，指向变量a，从序号I 开始，结束在序号J之前。长度为J-I。 // array[n:m] 从array 创建了一个slice，具有元素n tom-1 a :=[...] int{1, 2, 3, 4, 5}..0 s1 :=a[2:4] ..1 s2 :=a[1:5] ..2 s3 :=a[:] ..3 s4 :=a[:4] ..4 s5 :=s2[:] ..5 ..0 定义一个5 个元素的array，序号从0 到4； ..1 从序号2 至3 创建slice，它包含元素3,4 ； ..2 从序号1 至4 创建，它包含元素2,3,4,5 ； ..3 用array 中的所有元素创建slice，这是a[0:len(a)] 的简化写法； ..4 从序号0 至3 创建，这是a[0:4] 的简化写法，得到1,2,3,4 ； ..5 从slice s2 创建slice，注意s5 仍然指向array a。 在2.5 列出的代码中，我们在第八行尝试做一些错误的事情，让一些东西超出范围（底 层array 的最大长度），然后得到了一个运行时错误。 Listing 2.5. array 和slice 1package main 3func main() { 4var array [100]int // Createarray,indexfrom0to99 5slice := array[0:99] // Createslice,indexfrom0to98 7slice[98] = 'a' // OK 8slice[99] = 'a' // Error:"throw:indexoutofrange" 9} array、slices 和 map 21 如果你想要扩展slice，有一堆内建函数让你的日子更加好过一些：append 和copy。来自 于[14]： 函数append 向slice s 追加零值或其他x 值，并且返回追加后的新的、与s 有相 同类型的slice。如果s 没有足够的容量存储追加的值，append 分配一个足够大 的、新的slice 来存放原有slice 的元素和追加的值。因此，返回的slice 可能指 向不同的底层array。 s0 :=[] int{0, 0} s1 := append(s0, 2) ..0 s2 := append(s1, 3, 5, 7) ..1 s3 := append(s2, s0...) ..2 ..0 追加一个元素，s1==[]int{0,0,2} ； ..1 追加多个元素，s2==[]int{0,0,2,3,5,7} ； ..2 追加一个slice，s3==[]int{0,0,2,3,5, 7,0,0} 。注意这三个点！ 还有 函数copy 从源slice src 复制元素到目标dst，并且返回复制的元素的个数。源 和目标可能重叠。复制的数量是len(src) 和len(dst) 中的最小值。 var a = [...] int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} var s = make([]int , 6) n1 := copy(s, a[0:]) ← n1==6,s ==[]int{0,1,2,3,4,5} n2 := copy(s, s[2:]) ← n2==4,s ==[]int{2,3,4,5,4,5} map 许多语言都内建了类似的类型，例如Perl 有哈希，Python 有字典，而C++ 同样也有map （作为它们的库）。在Go 中有map 类型。map 可以认为是一个用字符串做索引的数组（在其 最简单的形式下）。下面定义了map 类型，用于将string （月的缩写）转换为int——那个 月的天数。一般定义map 的方法是：map[] monthdays := map[string]int{ "Jan": 31,"Feb": 28,"Mar": 31, "Apr": 30,"May": 31,"Jun": 30, "Jul": 31,"Aug": 31,"Sep": 30, "Oct": 31,"Nov": 30,"Dec": 31, ← 逗号是必须的 } 留意，当只需要声明一个map 的时候，使用make 的形式：monthdays:= make(map[string] int) 当在map 中索引（搜索）时，使用方括号。例如打印出12 月的天数：fmt.Printf("%d\n", monthdays["Dec"]) 当对array、slice、string 或者map 循环遍历的时候，range 会帮助你，每次调用，它都会 返回一个键和对应的值。 22 Chapter 2: 基础 year :=0 for _, days := range monthdays { ← 键没有使用，因此用_,days year +=days } fmt.Printf("Numbers ofdays ina year: %d\n", year) 向map 增加元素， 可以这样做： monthdays["Undecim"] = 30 ← 添加一个月 monthdays["Feb"] = 29 ← 闰年时重写这个元素 检查元素是否存在，可以使用下面的方式[27]： var value int var present bool value, present = monthdays["Jan"] ← 如果存在，present 则有值true ← 或者更接近Go 的方式 v, ok:=monthdays["Jan"] ← “逗号ok”形式 也可以从map 中移除元素： delete(monthdays, "Mar") ← 删除"Mar" 吧，总是下雨的月份 通常来说语句delete(m,x) 会删除map 中由m[x] 建立的实例。 练习 Q2. (1) For-loop 1. 创建一个基于for 的简单的循环。使其循环10 次，并且使用fmt 包打印出计数器的 值。 2. 用goto 改写1 的循环。保留字for 不可使用。 3. 再次改写这个循环，使其遍历一个array，并将这个array 打印到屏幕上。 Q3. (1) FizzBuzz 1. 解决这个叫做Fizz-Buzz [31] 的问题： 编写一个程序，打印从1 到100 的数字。当是三个倍数就打印“Fizz” 代替 数字，当是五的倍数就打印“Buzz”。当数字同时是三和五的倍数时，打 印“FizzBuzz”。 Q4. (1) Strings 1. 建立一个Go 程序打印下面的内容（到100 个字符）： A AA AAA AAAA AAAAA AAAAAA AAAAAAA ... 练习 23 2. 建立一个程序统计字符串里的字符数量： asSASAddddsjkdsjsdk 同时输出这个字符串的字节数。提示： 看看unicode/utf8 包。 3. 扩展上一个问题的程序，替换位置4 开始的三个字符为’abc’。 4. 编写一个Go 程序可以逆转字符串，例如“foobar” 被打印成“raboof”。提示： 不幸的 是你需要知道一些关于转换的内容，去“转换” 在63 页的内容。 Q5. (4) Average 1. 编写计算一个类型是float64 的slice 的平均值的代码。在稍候的练习中(Q6 将会改 写为函数。 答案 25 答案 A2. (1) For-loop 1. 有许多种解法，其中一种可能是： Listing 2.6. Simple for loop package main import "fmt" func main() { for i :=0 ; i < 10; i++ { ← Seesection for onpage 14 fmt.Printf("%d\n", i) } } 编译并观察输出。 % 6gfor.go&&6l-oforfor.6 %./for 0 1 . . . 9 2. 改写的循环最终看起来像这样（仅显示了main 函数）： func main() { i := 0 ← 定义循环变量 I: ← 定义标签 fmt.Printf("%d\n", i) i++ if i < 10 { goto I ← 跳转回标签 } } 3. 下面是可能的解法之一： Listing 2.7. For loop with an array func main() { var arr [10]int ← Createanarraywith10elements for i :=0 ; i < 10; i++ { arr[i] = i ← Fillitonebyone } fmt.Printf("%v", arr) ← With%vGoprintsthetype } 26 Chapter 2: 基础 也可以用复合声明的硬编码来实现这个： a :=[...] int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} ← 通过[...] 让Go 来计数 fmt.Printf("%v\n", a) A3. (1) FizzBuzz 1. 下面简单的程序，是一种解决办法。 Listing 2.8. Fizz-Buzz package main import "fmt" func main() { const ( FIZZ = 3 ..0 BUZZ = 5 ) var p bool ..1 for i :=1 ; i < 100; i++ {..2 ; p = false if i%FIZZ ==0 {..3 fmt.Printf("Fizz") p = true } if i%BUZZ ==0 {..4 fmt.Printf("Buzz") p = true } if! p {..5 fmt.Printf("%v", i) } fmt.Println() ..6 } } ..0 Define two constants to make the code more readable. See section ”常量”; ..1 Holds if we already printed someting; ..2 for-loop, see section ”for” ..3 If divisible by FIZZ, print ”Fizz”; ..4 And if divisble by BUZZ, print ”Buzz”. Note that we have also taken care of the FizzBuzz case; ..5 If neither FIZZ nor BUZZ printed, print the value; ..6 Format each output on a new line. 答案 27 A4. (1) Strings 1. 这是一个解法： Listing 2.9. Strings package main import "fmt" func main() { str := "A" for i :=0 ; i < 100 ; i++ { fmt.Printf("%s\n", str) str= str + "A" ← Stringconcatenation } } 2. 为了解决这个问题，需要unicode/utf8 包的帮助。首先，阅读一下文档go doc unicode/utf8|less 。在阅读文档的时候，会注意到func RuneCount(p[] byte) int。然后，将string 转换为byte slice： str := "hello" b :=[] byte(str) ← 转换，参阅63 页 将这些整合到一起，得到下面的程序。 Listing 2.10. Runes in strings package main import ( "fmt" "unicode/utf8" ) func main() { str := "dsjkdshdjsdh....js" fmt.Printf("String %s\nLenght: %d, Runes: %d\n", str, len ([]byte(str)), utf8.RuneCount([]byte (str))) } 3. 可以用下面的方法逆转字符串。我们从左边（i）至右（j）的交换字符，就像这 样： 28 Chapter 2: 基础 Listing 2.11. Reverse a string import "fmt" func main() { s := "foobar" a := []byte(s) ← Againaconversion // Reversea for i, j :=0, len (a)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 { a[i], a[j] = a[j], a[i] ← Parallelassignment } fmt.Printf("%s\n", string(a)) ← Convertitback } A5. (4) Average 1. 下面的代码计算了平均值。 sum:=0.0 switch len(xs) { case 0: ..0 avg = 0 default:..1 for _, v := range xs { sum+=v } avg = sum/ float64(len(xs)) ..2 } ..0 如果长度是零，返回0； ..1 否则计算平均值； ..2 为了能够进行除法，必须将值转换为float64。 3 函数 “我总是兴奋于阳光的轻抚和沉寂在早期编程语言 中。无需太多文字；许多已经完成了。旧的程序 阅读起来就像是同表达良好的研究工作者或受到 良好训练的机器同事沟通一样，而不是与编译器 争论。谁愿意让其成熟到发出这样的声音呢？” RICHARDP.GABRIEL 函数是构建Go 程序的基础部件；所遇有趣的事情都是在它其中发生的。函数的定义看起来 像这样： Listing 3.1. 函数定义 .. .. 0 . .. 1 . .. 2 . .. 3 . .. 4 . .. 5 type mytype int ← 新的类型，参阅5 章节 func (p mytype) funcname(q int) (r,s int){ return 0,0 } ..0 保留字func 用于定义一个函数； ..1 函数可以定义用于特定的类型，这类函数更加通俗的称呼是method。这部分称 作receiver 而它是可选的。它将在6 章使用； ..2 funcname 是你函数的名字； ..3 int 类型的变量q 是输入参数。参数用pass-by-value 方式传递，意味着它们会被复 制； ..4 变量r 和s 是这个函数的named return parameters。在Go 的函数中可以返回多个 值。参阅”多个返回值” 在32。如果想要返回无命名的参数，只需要提供类型：(int, int)。如果只有一个返回值，可以省略圆括号。如果函数是一个子过程，并且没有任 何返回值，也可以省略这些内容； ..5 这是函数体，注意return 是一个语句，所以包裹参数的括号是可选的。 这里有两个例子，左边的函数没有返回值，右边的只是简单的将输入返回。 func subroutine(in int){ return } func identity(in int) int { return in } 可以随意安排函数定义的顺序，编译器会在执行前扫描每个文件。所以函数原型在Go 中都 是过期的旧物。Go 不允许函数嵌套。然而你可以利用匿名函数实现它，参阅本章第36 页 的“函数作为值”。 递归函数跟其他语言是一样的： 作用域 31 Listing 3.2. 递归函数 func rec(i int ){ if i == 10 { return } rec(i+1) fmt.Printf("%d ", i) } 这会打印：9 8 7 6 5 4 3 2 1 0。 作用域 在Go 中，定义在函数外的变量是全局的，那些定义在函数内部的变量，对于函数来说是局 部的。如果命名覆盖——一个局部变量与一个全局变量有相同的名字——在函数执行的时 候，局部变量将覆盖全局变量。 Listing 3.3. 局部作用域 . package main var a = 6 func main() { p() q() p() } func p() { println(a) } func q() { a := 5 ← 定义 println(a) } Listing 3.4. 全局作用域 . package main var a = 6 func main() { p() q() p() } func p() { println(a) } func q() { a = 5 ← 赋值 println(a) } 在3.3 中定义了函数q() 的局部变量a。局部变量a 仅在q() 中可见。这也就是为什么代码会打 印：656。在3.4 中没有定义局部变量，只有全局变量a。这将使得对a 的赋值全局可见。这 段代码将会打印：655。 在下面的例子中，我们在f() 中调用g()： Listing 3.5. 当函数调用函数时的作用域 package main var a int 32 Chapter 3: 函数 func main() { a = 5 println(a) f() } func f() { a := 6 println(a) g() } func g() { println(a) } 输出内容将是：565。局部变量仅仅在执行定义它的函数时有效。 多个返回值 Go 一个非常特别的特性（对于编译语言而言）是函数和方法可以返回多个值（Python 和Perl 同样也可以）。这可以用于改进一大堆在C 程序中糟糕的惯例用法：修改参数的方 式，返回一个错误（例如遇到EOF 则返回-1）。在Go 中，Write 返回一个计数值和一个错 误：“是的，你写入了一些字节，但是由于设备异常，并不是全部都写入了。”。os 包中 的*File.Write 是这样声明的： func (file *File) Write(b []byte) (n int, err error) 如同文档所述，它返回写入的字节数和一个非nil 的error 当n != len(b)。这是Go 中常见 的样式。 类似的方法避免了传递指针模拟引用参数来返回值。这里有个样例函数，从字节数组的指定 位上取得数值，返回这个值和下一个位置。 func nextInt(b []byte, i int )(int , int){ x := 0 // 假设所有的都是数字 for; i < len(b); i++ { x = x*10 + int(b[i])-'0' } return x, i } 你可以在输入的数组中扫描数字，像这样： a :=[] byte{'1', '2', '3', '4' } var x int for i := 0; i < len(a);{ ← 没有i++ x, i = nextInt(a, i) println(x) } 命名返回参数 33 没有元组作为原生类型，多返回值可能是最佳的选择。你可以精确的返回希望的值，而无须 重载域空间到特定的错误信号上。 命名返回参数 Go 函数的返回值或者结果参数可以指定一个名字，并且像原始的变量那样使用，就像输入 参数那样。如果对其命名，在函数开始时，它们会用其类型的零值初始化；如果函数在不加 参数的情况下执行了return 语句，结果参数的当前值会作为返回值返回。用这个特性，允许 （再一次的）用较少的代码做更多的事a。 名字不是强制的，但是它们可以使得代码更加健壮和清晰：这是文档。如果命名nextInt 的int 返回值哪个代表哪个。 func nextInt(b []byte, pos int ) (value, nextPos int ){/* ... */ } 由于命名结果会被初始化并关联于无修饰的return，它们可以非常简单并且清晰。这里有一 个io.ReadFull 的版本，很好的运用了它： func ReadFull(r Reader, buf []byte) (n int, err error){ forlen (buf) > 0 && err==nil { var nr int nr, err= r.Read(buf) n +=nr buf = buf[nr:len(buf)] } return } 在下面的例子中，定义了一个简单的函数，用于计算 值x 的阶乘。 这一节的部分内容来 自[5]。 func Factorial(x int) int { ← funcFactorial(xint)(int) 同样也行 if x == 0 { return 1 } else { return x * Factorial(x - 1) } } 所以，也可以将函数编写为： func Factorial(x int) (result int){ if x ==0 { result = 1 } else { result = x * Factorial(x - 1) } return } 当命名了返回值，代码变得健壮并且易读。同样也可以编写一个多返回值的函数： a这是Go 的格言：”用更少的代码做更多的事”。 34 Chapter 3: 函数 func fib(n) (val, pos int){ ← 都是int if n == 0 { val = 1 pos = 0 } else if n == 1 { val = 1 pos = 1 } else { v1, _ :=fib(n-1) v2, _ :=fib(n-2) val = v1+ v2 pos = n } return } 延迟的代码 假设有一个函数，打开文件并且对其进行若干读写。在这样的函数中，经常有提前返回的地 方。如果你这样做，就需要关闭正在工作的文件描述符。这经常导致产生下面的代码： Listing 3.6. 没有defer func ReadWrite() bool { file.Open("file") // 做一些工作 if failureX { file.Close() ← return false } if failureY { file.Close() ← return false } file.Close() ← return true } 在这里有许多重复的代码。为了解决这些，Go 有了defer 语句。在defer 后指定的函数会在 函数退出前调用。 上面的代码可以被改写为下面这样。这使得函数更加可读、健壮，将Close 对应的放置 于Open 后。 Listing 3.7. With defer func ReadWrite() bool { file.Open("file") defer file.Close() ← file.Close() 被添加到了defer 列表 // 做一些工作 变参 35 if failureX { return false ← Close() 现在自动调用 } if failureY { return false ← 这里也是 } return true } 可以将多个函数放入“延迟列表”中，这个例子来自[12]： for i := 0; i < 5; i++ { defer fmt.Printf("%d ", i) } 延迟的函数是按照后进先出（LIFO）的顺序执行，所以上面的代码打印：4 3 2 1 0。 利用defer 甚至可以修改返回值，假设正在使用命名结果参数和函数符号b，例如： Listing 3.8. 函数符号 defer func(){ /*... */ }() ← () 在这里是必须的 或者这个例子，更加容易了解为什么，以及在哪里需要括号： Listing 3.9. 带参数的函数符号 defer func(x int){ /*... */ }(5) ← 为输入参数x 赋值5 在这个（匿名）函数中，可以访问任何命名返回参数： Listing 3.10. 在defer 中访问返回值 func f() (ret int){ ← ret 初始化为零 defer func (){ ret++ ← ret 增加为1 }() return 0 ← 返回的是1 而不是 0！ } 变参 接受变参的函数是有着不定数量的参数的。为了做到这点，首先需要定义函数使其接受变 参： func myfunc(arg ...int){} arg... int 告诉Go 这个函数接受不定数量的参数。注意，这些参数的类型全部是int。在 函数体中，变量arg 是一个int 的slice： b函数符号也就是被叫做闭包的东西。 36 Chapter 3: 函数 for _, n := range arg { fmt.Printf("And thenumber is:%d\n", n) } 如果不指定变参的类型，默认是空的接口interface{} （参阅第6 章）。假设有另一个变参 函数叫做myfunc2，下面的例子演示了如何向其传递变参： func myfunc(arg ...int){ myfunc2(arg...) ← 按原样传递 myfunc2(arg[:2]...) ← 传递片段 } 函数作为值 就像其他在Go 中的几乎所有东西，函数也同样是值而已。它们可以像下面这样赋值给变 量： Listing 3.11. Anonymous function func main() { a := func(){ ← 定义一个匿名函数，并且赋值给a println("Hello") } ← 这里没有() a() ← 调用函数 } 如果使用fmt.Printf("%T\n",a) 打印a 的类型，输出结果是func()。 函数作为值，也会被用在其他一些地方，例如map。这里将整数转换为函数： Listing 3.12. 使用map 的函数作为值 var xs = map[int]func() int{ 1: func() int { return 10 }, 2: func() int { return 20 }, 3: func() int { return 30 }, ← 必须有逗号 /* ... */ } 也可以编写一个接受函数作为参数的函数，例如工作在int 的slice 上的Map 函数。这是一个 留给读者的练习，参考在第39 页的练习Q12。 回调 当函数作为值时，就可以很容易的传递到其他函数里，然后可以作为回调。首先定义一个函 数，对整数做一些“事情”： func printit(x int){ ← 函数无返回值 fmt.Print("%v\n", x) ← 仅仅打印 } 恐慌（Panic）和恢复（Recover） 37 这个函数的标识是func printit(int)，或者没有函数名：func(int)。创建新的函数使用这 个作为回调，需要用到这个标识： func callback(y int, f func(int)){ ← f 将会保存函数 f(y) ← 调用回调函数f 输入变量y } 恐慌（Panic）和恢复（Recover） c Go 没有例如像Java 那样的异常机制：不能抛出一个异常。作为代替，它使用了恐慌和恢 复（panic-and-recover）机制。一定要记得，这应当作为最后的手段被使用，你的代码中 应当没有，或者很少的令人恐慌的东西。这是个强大的工具，明智的使用它。那么，应该如 何使用它。 TODO Create example code.下面的描述来自于[11]： Panic 是一个内建函数，可以中断原有的控制流程，进入一个令人恐慌的流程中。当函数F 调用panic，函数F 的执行被中断，并且F 中的延迟函数会正常执行，然后F 返回到调 用它的地方。在调用的地方，F 的行为就像调用了panic。这一过程继续向上，直到程 序崩溃时的所有goroutine 返回。 恐慌可以直接调用panic 产生。也可以由运行时错误产生，例如访问越界的数组。 Recover 是一个内建的函数，可以让进入令人恐慌的流程中的goroutine 恢复过来。Recover 仅在延迟函数中有效。 在正常的执行过程中，调用recover 会返回nil 并且没有其他任何效果。如果当前 的goroutine 陷入恐慌，调用recover 可以捕获到panic 的输入值，并且恢复正常的执 行。 这个函数检查作为其参数的函数在执行时是否会产生panic d： func throwsPanic(f func()) (b bool){..0 defer func(){..1 if x :=recover() ; x != nil { b = true } }() f() ..2 return ..3 } ..0 定义一个新函数throwsPanic 接受一个函数作为参数，参看“函数作为值”。当这个函 数会产生panic，就返回true，否则返回false； c对应异常机制，Go 的这种错误机制或许可以叫做恐慌机制：当你遇到它时应该感到恐慌，然后应该恢复 （recover）它。 d复制于Eleanor McHugh 的演讲稿 38 Chapter 3: 函数 ..1 定 义 了 一 个 利 用recover 的defer 函 数 ， 如 果 当 前 的goroutine 产 生 了panic， 这 个defer 函数能够发现。如果recover() 返回非nil 值，设置b 为true； ..2 调用作为参数接收的函数。 ..3 返回b 的值。由于b 是命名返回值（第33 页），无须指定b。 练习 Q6. (4) 平均值 1. 编写一个函数用于计算一个float64 类型的slice 的平均值。 Q7. (3) 整数顺序 1. 编写函数，返回其（两个）参数正确的（自然）数字顺序： f(7,2) → 2,7 f(2,7) → 2,7 Q8. (4) 作用域 1. 下面的程序有什么错误？ 1package main 3import "fmt" 5func main() { 6for i :=0 ; i < 10; i++ { 7fmt.Printf("%v\n", i) 8} 9fmt.Printf("%v\n", i) 10} Q9. (5) 栈 1. 创建一个固定大小保存整数的栈。它无须超出限制的增长。定义push 函数——将数 据放入栈，和pop 函数从栈中取得内容。栈应当是后进先出（LIFO）的。 Figure 3.1. 一个简单的LIFO 栈 push(k) pop() kki l m i++ i-- 0 2. 更进一步。编写一个String 方法将栈转化为字符串形式的表达。可以这样的方式打 印整个栈：fmt.Printf("Mystack%v\n",stack) 栈可以被输出成这样的形式：[0:m][1:l][2:k] Q10. (5) 变参 练习 39 1. 编写函数接受整数类型变参，并且每行打印一个数字。 Q11. (5) 斐波那契 1. 斐 波 那 契 数 列 以 ：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13,... 开始。或者用数学形式表达：x1 = 1; x2 = 1; xn = xn−1 + xn−2 ∀n > 2。 编写一个函数，接受int 值，并给出这个值得到的斐波那契数列。 Q12. (4) Map function map() 函数是一个接受一个函数和一个列表作为参数的函数。函数 应用于列表中的每个元素，而一个新的包含有计算结果的列表被返回。因此： map(f(),(a1, a2, . . . , an−1, an)) = (f(a1), f(a2), . . . , f(an−1), f(an)) 1. 编写Go 中的简单的map() 函数。它能工作于操作整数的函数就可以了。 2. 扩展代码使其工作于字符串列表。 Q13. (3) 最小值和最大值 1. 编写一个函数，计算int slice ([]int) 中的最大值。 2. 编写一个函数，计算int slice ([]int) 中的最小值。 Q14. (5) 冒泡排序 1. 编写一个针对int 类型的slice 冒泡排序的函数。这里[32]： 它在一个列表上重复步骤来排序，比较每个相邻的元素，并且顺序错误 的时候，交换它们。一遍一遍扫描列表，直到没有交换为止，这意味 着列表排序完成。算法得名于更小的元素就像“泡泡”一样冒到列表的顶 端。 [32] 这里有一个过程代码作为示例： procedure bubbleSort( A : list of sortable items ) do swapped = false for each i in 1 to length(A) - 1 inclusive do: if A[i-1] > A[i] then swap( A[i-1], A[i] ) swapped = true end if end for while swapped end procedure Q15. (6) 函数返回一个函数 1. 编写一个函数返回另一个函数，返回的函数的作用是对一个整数+2。函数的名称叫 做plusTwo。然后可以像下面这样使用： p :=plusTwo() fmt.Printf("%v\n", p(2)) 应该打印4。参阅第36 页的第回调 节了解更多关于这个的内容。 2. 使1 中的函数更加通用化，创建一个plusX(x) 函数，返回一个函数用于对整数加 上x。 答案 41 答案 A6. (4) 平均值 1. 下面的函数计算平均值。 Listing 3.13. Go 中的平均值函数 func average(xs []float64) (avg float64){..0 sum := 0.0 switch len (xs) { case 0: ..1 avg= 0 default:..2 for _, v := range xs { sum +=v } avg= sum / float64(len(xs)) ..3 } return ..4 } ..0 可以使用命名返回值； ..1 如果长度是零，返回0； ..2 否则，计算平均值； ..3 为了使除法能正常计算，必须将值转换为float64； ..4 得到平均值，返回它 A7. (3) 整数顺序 1. 这里可以利用Go 中的多返回值（参阅第“多个返回值” 节）： func order(a, b int )(int , int){ if a > b { return b,a } return a,b } A8. (4) 作用域 1. 这个程序不能被编译，由于第9 行的变量i，未定义：i 仅在for 循环中有效。为了 修正这个，main() 应修改为： func main() { var i int for i = 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("%v\n", i) 42 Chapter 3: 函数 } fmt.Printf("%v\n", i) } 现在i 在for 循环外定义，并且在其后仍然可访问。这会打印数字从0 到10。 A9. (5) 栈 1. 首先定义一个新的类型来表达栈；需要一个数组（来保存键）和一个指向最后一个 元素的索引。这个小栈只能保存10 个元素。 type stack struct { ← 栈不应该被导出 i int data [10] int } 然后需要push 和pop 函数来使用这个。首先展示一下错误的解法！ 在Go 的数据传递 中，是值传递，意味着一个副本被创建并传递给函数。push 函数的第一个版本大约 是这样： func (s stack) push(k int){ ← 工作于参数的副本 if s.i+1 > 9 { return } s.data[s.i] = k s.i++ } 函数对stack 类型的变量s 进行处理。调用这个，只需要s.push(50)，将整数50 放入 栈中。但是push 函数得到的是s 的副本，所以它不会有真正的结果。用这个方法， 不会有内容放入栈中，例如下面的代码： var s stack ← 让s 是一个stack 变量 s.push(25) fmt.Printf("stack %v\n", s) ; s.push(14) fmt.Printf("stack %v\n", s) ; 打印： stack[0:0] stack[0:0] 为了解决这个，需要向函数push 提供一个指向栈的指针。这意味着需要修改push func (sstack)push(k int) → func (s*stack)push(k int) 应当使用new()（参阅第5 章第“用 new 分配内存” 节）创建指针指向的stack 的空 间，因此例子中的第1 行需要是s := new(stack) 而两个函数变为： func (s *stack) push(k int ){ s.data[s.i] = k s.i++ } 答案 43 func (s *stack) pop() int { s.i-- return s.data[s.i] } 像下面这样使用 func main() { var s stack s.push(25) s.push(14) fmt.Printf("stack %v\n", s) } 2. 这里有一个额外的问题，对于这个练习中编写打印栈的代码的时候非常有价值。根 据Go 文档fmt.Printf("%v") 可以打印实现了Stringer 接口的任何值（%v）。为了 使其工作，需要为类型定义一个String() 函数： Listing 3.14. stack.String() func (s stack) String() string { var str string for i :=0 ; i <=s.i ; i++ { str= str + "[" + strconv.Itoa(i) + ":" + strconv.Itoa(s.data[i ]) + "]" } return str } A10. (5) 变参 1. 需要使用... 语法来实现函数接受若干个数字作为变参。 Listing 3.15. 有变参的函数 package main import "fmt" func main() { printthem(1, 4, 5, 7, 4) printthem(1, 2, 4) } func printthem(numbers ... int){ ← numbers 现在是整数类型的slice for _, d := range numbers { fmt.Printf("%d\n", d) } } 44 Chapter 3: 函数 A11. (5) 斐波那契 1. 下面的程序会计算出斐波那契数列。 Listing 3.16. Fibonacci function in Go package main import "fmt" func fibonacci(value int) []int { x := make([]int , value) ..0 x[0], x[1] = 1, 1 ..1 for n :=2 ; n < value ; n++ { x[n] = x[n-1] + x[n-2] ..2 } return x ..3 } func main() { for _, term := range fibonacci(10) {..4 fmt.Printf("%v ", term) } } ..0 创建一个用于保存函数执行结果的array； ..1 开始计算斐波那契数列； ..2 xn = xn−1 + xn−2; ..3 返回整个 array； ..4 使用保留字range 可以逐个得到斐波那契函数返回的序列。这里有10 个。并且 打印出来了。 A12. (4) Map function Listing 3.17. Map 函数 1. func Map(f func(int ) int, l []int ) []int{ j := make([]int , len(l)) for k, v := range l { j[k] = f(v) } return j } func main() { m := []int{1, 3, 4} f := func(i int) int { return i * i 答案 45 } fmt.Printf("%v", (Map(f, m))) } 2. 字符串问题的答案 A13. (3) 最小值和最大值 1. 这个函数用于计算最大值： func max(l []int) (max int ){..0 max = l[0] for _, v := range l {..1 if v > max {..2 max = v } } return ..3 } ..0 使用了命名返回参数； ..1 对l 循环。元素的序号不重要； ..2 如果找到了新的最大值，记住它； ..3 一个“远的”返回，当前的max 值被返回。 2. 这个函数用于计算最小值，这几乎与max 完全一致。 func min(l []int) (min int ){ min = l[0] for _, v := range l { if v < min { min = v } } return } 有心的读者可能已经将max 和min 合成一个函数，用一个选择来判断是取最小值还是 最大值，或者两个值都返回。 A14. (5) 冒泡排序 1. 冒泡排序并不是最有效率的，对于n 个元素它的算法复杂度是O(n2)。快速排 序[24] 是更好的排序算法。 但是冒泡排序容易实现，下面是一个例子。 Listing 3.18. Bubble sort func main() { n := []int{5, -1, 0, 12,3, 5 } 46 Chapter 3: 函数 fmt.Printf("unsorted %v\n", n) bubblesort(n) fmt.Printf("sorted %v\n", n) } func bubblesort(n []int){ for i :=0 ; i < len(n) - 1; i++ { for j := i + 1; j < len(n); j++ { if n[j] < n[i] { n[i], n[j] = n[j], n[i] } } } } 由于slice 是一个引用类型，bubblesort 函数可以工作，并且无须返回排序后 的slice。 A15. (6) 函数返回一个函数 1. func main() { p2 :=plusTwo() fmt.Printf("%v\n",p2(2)) } func plusTwo() func(int) int { ..0 return func(x int) int { return x + 2 }..1 } ..0 定义新的函数返回一个函数。看看你写的跟要表达的意思是如何的； ..1 函数符号，在返回语句中定义了一个+2 的函数。 2. 这里我们使用闭包： func plusX(x int) func(int ) int { ..0 return func(y int) int { return x + y }..1 } ..0 再次定义一个函数返回一个函数； ..1 在函数符号中使用局部变量x。 4 包 “^ 对是否有按位非的运算符的回答。” KENTHOMPSON 包是函数和数据的集合。用package 保留字定义一个包。文件名不需要与包名一致。包名 的约定是使用小写字符。Go 包可以由多个文件组成，但是使用相同的package 这一 行。让我们在文件even.go 中定义一个叫做even 的包。 Listing 4.1. A small package package even ← 开始自定义的包 func Even(i int) bool { ← 可导出函数 return i % 2 ==0 } func odd(i int ) bool { ← 私有函数 return i % 2 ==1 } 名称以大写字幕起始的是可导出的，可以在包的外部调用，稍候会讨论这个。 现在只需要构建这个包。在$GOPATH 下建立一个目录，复制even.go 到这个目录（参阅第2 章 的“编译和运行代码”）。 % mkdir$GOPATH/src/even ← 建立一个顶级目录 % cpeven.go$GOPATH/src/even ← 复制包文件 % gobuildeven ← 构建它 接下来在程序myeven.go 中使用这个包： Listing 4.2. even 包的使用 package main import (..0 "even" ..1 "fmt" ..2 ) func main() { i := 5 fmt.Printf("Is %d even? %v\n", i, even.Even(i)) ..3 } ..0 导入下面的包； 标识符 49 ..1 本地包even 在这里导入； ..2 官方fmt 包导入； ..3 调用even 包中的函数。访问一个包中的函数的语法是.Function()。 % gobuildmyeven.go % ./myeven Is5 even?false 在Go 中，当函数的首字母大写的时候，函数会被从包中导出（在包外部可见，或者说公有 的），因此函数名是Even。如果修改myeven.go 的第10 行，使用未导出的函数even.odd： fmt.Printf("Is%deven?%v\n",i,even.odd(i)) 由于使用了私有的函数，会得到一个编译错误： myeven.go:10:cannotrefertounexportednameeven.odd 概括来说： • 公有函数的名字以大写字母开头； • 私有函数的名字以小写字幕开头。 这个规则同样适用于定义在包中的其他名字（新类型、全局变量）。注意，“大写”的含义并 不仅限于US ASCII，它被扩展到了整个Unicode 范围。所以大写的希腊语、古埃及语都是可 以的。 标识符 像在其他语言中一样，Go 的命名是很重要的。在某些情况下，它们甚至有语义上的作用： 例如，在包外是否可见决定于首字母是不是大写。因此有必要花点时间讨论一下Go 程序的 命名规则。 使用的规则是让众所周知的缩写保持原样，而不是去尝试到底哪里应该大写。Atoi，Getwd ，Chmod。 驼峰式对那些有完整单词的会很好：，，ReadFileNewWriterMakeSlice。 包名 当包导入（通过import）时，包名成为了内容的入口。在 import "bytes" 之后，导入包的可以调用函数bytes.Buffer。任何使用这个包的人，可以使用同样的名字访 问到它的内容，因此这样的包名是好的：短的、简洁的、好记的。根据规则，包名是小写的 一个单词；不应当有下划线或混合大小写。由于每个人都可能需要录入这个名字，所以尽可 能的简短。不要提前考虑冲突。包名是导入的默认名称。就上面的bytes.Buffer 来说。通过 import bar "bytes" 50 Chapter 4: 包 它变成了bar.Buffer。因此，它无须在整个代码中唯一，在少有的冲突中，可以给导入的包 选择另一个名字在局部使用。在任何时候，冲突都是很少见的，因为导入的文件名会用来做 判断，到底是哪个包使用了。 另一个规则是包名就是代码的根目录名；在src/pkg/compress/gzip 的包，作为compress/gzip 导入，但名字是gzip，不是compress_gzip 也不是compressGzip。 导入包将使用其名字引用到内容上，所以导入的包可以利用这个避免罗嗦。例如，缓冲类 型bufio 包的读取方法，叫做Reader，而不是BufReader，因为用户看到的是bufio.Reader 这 个清晰、简洁的名字。更进一步说，由于导入的实例总是它们包名指向的地址，bufio.Reader 不会与io.Reader 冲突。类似的，ring.Ring（包container/ring）创建新实例的函数—— 在Go 中定义的构造函数——通常叫做NewRing，但是由于Ring 是这个包唯一的一个导出的类 型，同时，这个包也叫做ring，所以它可以只称作New。包的客户看到的是ring.New。用包 的结构帮助你选择更好的名字。 另外一个简短的例子是once.Do（参看sync）；once.Do(setup) 读起来很不错，并且命名 为once.DoOrWaitUntilDone(setup) 不会有任何帮助。长的名字不会让其变得容易阅读。如 果名字表达了一些复杂并且微妙的内容，更好的办法是编写一些有帮助的注释，而不是将所 有信息都放入名字里。 最后，在Go 中使用混合大小写 MixedCaps 或者mixedCaps，而不是下划线区分含有多个单 词的名字。 包的文档 这段复制于[12]。 每个包都应该有包注释，在package 前的一个注释块。对于多文件包，包注释只需要出现 在一个文件前，任意一个文件都可以。包注释应当对包进行介绍，并提供相关于包的整体 信息。这会出现在go doc 生成的关于包的页面上，并且相关的细节会跟随气候。来自官 方regexp 包的例子： /* Theregexppackageimplementsasimplelibraryfor regularexpressions. Thesyntaxoftheregularexpressionsacceptedis: regexp: concatenation'|'concatenation */ packageregexp 每个定义（并且导出）的函数应当有一小段文字描述该函数的行为。来自于fmt 包的例子： //Printfformatsaccordingtoa formatspecifierandwritestostandard //output.Itreturnsthenumberofbyteswrittenandanywriteerror //encountered. funcPrintf(formatstring,a...interface)(nint,errerror) 测试包 在Go 中为包编写单元测试应当是一种习惯。编写测试需要包含testing 包和程序gotest 。两 测试包 51 者都有良好的文档。当对某个包进行测试时，务必要记得必须使用Makefile 进行编译（参阅 第“??” 节）。 测试本身是由gotest 完成的。gotest 程序调用了所有的测试函数。even 包没有定义任何 测试函数，执行gotest ，这样： % gotest ? even [notestfiles] 在测试文件中定义一个测试来修复这个。测试文件也在包目录中，被命名为*_test.go。这 些测试文件同Go 程序中的其他文件一样，但是gotest 只会执行测试函数。每个测试函数都 有相同的标识，它的名字以Test 开头： func TestXxx(t *testing.T) ← TestrestOftheNe 编写测试时，需要告诉gotest 测试是失败还是成功。测试成功则直接返回。当测试失败可 以用下面的函数标记[15]。这是非常重要的（参阅godoctesting 了解更多）： func (t *T) Fail() Fail 标记测试函数失败，但仍然继续执行。 func (t *T) FailNow() FailNow 标记测试函数失败，并且中断其执行。这将会执行下一个测试。因此，当前文件的 其他所有测试都被跳过。 func (t *T) Log(args ... interface{}) Log 用默认格式对其参数进行格式化，与Print() 类似，并且记录文本到错误日志。 func (t *T) Fatal(args ...interface{}) Fatal 等价于Log() 后跟随FailNow()。 将这些凑到一起，就可以编写测试了。首先，选择名字even_test.go。然后添加下面的内 容： Listing 4.3. even 包的测试 1package even 3import "testing" 5func TestEven(t *testing.T) { 6if! Even(2) { 7t.Log("2 should be even !") 8t.Fail() 9} 10} 注意在第一行使用了package even，测试使用与被测试的包使用相同的名字空间。这不仅仅 是为了方便，也允许了测试未导出的函数和结构。然后导入testing 包，并且在第5 行定义了 这个文件中唯一的测试函数。展示的Go 代码应当没有任何惊异的地方：检查了Even 函数是 否工作正常。现在等待了好久的时刻到了，执行测试： 52 Chapter 4: 包 % gotest ok even 0.001s 测试执行并且报告ok。成功了！ 为了展示失败的测试，修改测试函数： // Enteringthetwilightzone func TestEven(t *testing.T) { if Even(2) { t.Log("2 should beodd !") t.Fail() } } 然后得到： FAIL even 0.004s +---FAIL:TestEven(0.00seconds) 2 shouldbeodd! FAIL 然后你可以以此行事（修复测试的实例） 在编写包的时候应当一边写代码，一边写（一些）文档和测试函数。这可以让你的程序更 好，并且它展示了你的努力。 常用的包 标准的Go 代码库中包含了大量的包，并且在安装Go 的时候多数会伴随一起安装。浏 览$GOROOT/src/pkg 目录并且查看那些包会非常有启发。无法对每个包就加以解说，不过下 面的这些值得讨论：a fmt 包fmt 实现了格式化的I/O 函数，这与C 的printf 和scanf 类似。格式化短语派生于C 。一些短语（%-序列）这样使用： %v 默认格式的值。当打印结构时，加号（%+v）会增加字段名； %#v Go 样式的值表达； %T 带有类型的Go 样式的值表达； io 这个包提供了原始的I/O 操作界面。它主要的任务是对os 包这样的原始的I/O 进行封 装，增加一些其他相关，使其具有抽象功能用在公共的接口上。 a描述来自包的godoc 。额外的解释用斜体。 练习 53 bufio 这个包实现了缓冲的I/O。它封装于io.Reader 和io.Writer 对象，创建了另一个对象 （Reader 和Writer）在提供缓冲的同时实现了一些文本I/O 的功能。 sort sort 包提供了对数组和用户定义集合的原始的排序功能。 strconv strconv 包提供了将字符串转换成基本数据类型，或者从基本数据类型转换为字符串 的功能。 os os 包提供了与平台无关的操作系统功能接口。其设计是Unix 形式的。 sync sync 包提供了基本的同步原语，例如互斥锁。 flag flag 包实现了命令行解析。参阅“命令行参数” 在第92 页。 json json 包实现了编码与解码RFC 4627 [6] 定义的JSON 对象。 template 数据驱动的模板，用于生成文本输出，例如HTML。 将模板关联到某个数据结构上进行解析。模板内容指向数据结构的元素（通常结构的 字段或者map 的键）控制解析并且决定某个值会被显示。模板扫描结构以便解析， 而“游标”@ 决定了当前位置在结构中的值。 http http 实现了HTTP 请求、响应和URL 的解析，并且提供了可扩展的HTTP 服务和基本 的HTTP 客户端。 unsafe unsafe 包包含了Go 程序中数据类型上所有不安全的操作。通常无须使用这个。 reflect reflect 包实现了运行时反射，允许程序通过抽象类型操作对象。通常用于处理静态类 型interface{} 的值，并且通过Typeof 解析出其动态类型信息，通常会返回一个有接 口类型Type 的对象。 参阅6，第“自省和反射” 节。 exec exec 包执行外部命令。 练习 Q16. (2) stack 包 1. 参考Q9 练习。在这个练习中将从那个代码中建立一个独立的包。为stack 的实现创 建一个合适的包，Push、Pop 和Stack 类型需要被导出。 2. 为这个包编写一个单元测试，至少测试Push 后Pop 的工作情况。 54 Chapter 4: 包 Q17. (7) 计算器 1. 使用stack 包创建逆波兰计算器。 答案 55 答案 A16. (2) stack 包 1. 在创建stack 包时，仅有一些小细节需要修改。首先，导出的函数应当大写首字母， 因此应该是Stack。包所在的文件被命名为stack-as-package.go，内容是： Listing 4.4. 包里的Stack package stack // 保存元素的Stack type Stack struct { i int data [10] int } // Push 将元素压入栈中 func (s *Stack) Push(k int ){ s.data[s.i] = k s.i++ } // Pop 从栈中弹出一个元素 func (s *Stack) Pop() (ret int){ s.i-- ret = s.data[s.i] return } 2. 为了让单元测试正常工作，需要做一些准备。下面用一分钟的时间来做这些。首先 是单元测试本身。创建文件pushpop_test.go，有如下内容： Listing 4.5. Push/Pop 测试 package stack import "testing" func TestPushPop(t *testing.T) { c := new(Stack) c.Push(5) if c.Pop() != 5 { t.Log("Pop doesn't give 5") t.Fail() } } 为了让go test 能够工作，需要将包所在文件放到$GOPATH/src 下面（参阅第?? 页）。 56 Chapter 4: 包 % mkdir$GOPATH/src/stack % cppushpop_test.go$GOPATH/src/stack % cpstack-as-package.go$GOPATH/src/stack% goteststack PASS ok stack0.001s A17. (7) 计算器 1. 这是第一个答案： Listing 4.6. 逆波兰计算器 package main import ( "bufio";"os";"strconv";"fmt") var reader *bufio.Reader = bufio.NewReader(os.Stdin) var st= new(Stack) type Stack struct { i int data [10]int } func (s *Stack) push(k int ){ if s.i+1 > 9 { return } s.data[s.i] = k s.i++ } func (s *Stack) pop() (ret int){ s.i-- if s.i < 0 { s.i = 0; return } ret = s.data[s.i] return } func main() { for { s, err := reader.ReadString('\n') var token string if err != nil { return } for _, c := range s { switch { case c >='0' &&c <='9': token = token + string(c) case c == ' ': r, _ := strconv.Atoi(token) st.push(r) token = "" case c == '+': fmt.Printf("%d\n", st.pop()+st.pop()) 答案 57 case c == '*': fmt.Printf("%d\n", st.pop()*st.pop()) case c == '-': p := st.pop() q := st.pop() fmt.Printf("%d\n", q-p) case c == 'q': return default: //error } } } } 5 进阶 “Go 有指针，但是没有指针运算。你不能用指针 变量遍历字符串的各个字节。” Go For C++ Programmers GOAUTHORS Go 有指针。然而却没有指针运算，因此它们更象是引用而不是你所知道的来自于C 的指 针。指针非常有用。在Go 中调用函数的时候，得记得变量是值传递的。因此，为了修改一 个传递入函数的值的效率和可能性，有了指针。 通过类型作为前缀来定义一个指针’*’：var p *int。现在p 是一个指向整数值的指针。所有 新定义的变量都被赋值为其类型的零值，而指针也一样。一个新定义的或者没有任何指向的 指针，有值nil。在其他语言中，这经常被叫做空（NULL）指针，在Go 中就是nil。让指针 指向某些内容，可以使用取址操作符 （&），像这样： Listing 5.1. Use of a pointer var p *int fmt.Printf("%v", p) ← 打印nil var i int ← 定义一个整形变量i p = &i ← 使得p 指向i fmt.Printf("%v", p) ← 打印出来的内容类似0x7ff96b81c000a 从指针获取值是通过在指针变量前置’*’实现的： Listing 5.2. 获取指针指向的值 p = &i ← 获取i 的地址 *p = 8 ← 修改i 的值 fmt.Printf("%v\n", *p) ← 打印8 fmt.Printf("%v\n", i) ← 同上 前面已经说了，没有指针运算，所以如果这样写：*p++，它表示(*p)++：首先获取指针指向 的值，然后对这个值加一。 a 内存分配 Go 同样也垃圾收集，也就是说无须担心内存分配和回收。 Go 有两个内存分配原语，new 和make。它们应用于不同的类型，做不同的工作，可能有些迷 惑人，但是规则很简单。下面的章节展示了在Go 中如何处理内存分配，并且希望能够让new 和make 之间的区别更加清晰。 a参看练习18。 内存分配 59 用new 分配内存 内建函数new 本质上说跟其他语言中的同名函数功能一样：new(T) 分配了零值填充的T 类型 的内存空间，并且返回其地址，一个*T 类型的值。用Go 的术语说，它返回了一个指针，指 向新分配的类型T 的零值。有一点非常重要： new 返回指针。 这意味着使用者可以用new 创建一个数据结构的实例并且可以直接工作。如bytes.Buffer 的 文档所述“Buffer 的零值是一个准备好了的空缓冲。” 类似的，sync.Mutex 也没有明确的构 造函数或Init 方法。取而代之，sync.Mutex 的零值被定义为非锁定的互斥量。 零值是非常有用的。例如这样的类型定义，61 页的”定义自己的类型” 内容。 type SyncedBuffer struct { lock sync.Mutex buffer bytes.Buffer } SyncedBuffer 的值在分配内存或定义之后立刻就可以使用。在这个片段中，p 和v 都可以在 没有任何更进一步处理的情况下工作。 p := new(SyncedBuffer) ← Type*SyncedBuffer ，已经可以使用 var v SyncedBuffer ← TypeSyncedBuffer ，同上 用make 分配内存 回到内存分配。内建函数make(T,args) 与new(T) 有着不同的功能。它只能创建slice，map 和channel，并且返回一个有初始值（非零）的T 类型，而不是*T。本质来讲，导致这三个 类型有所不同的原因是指向数据结构的引用在使用前必须被初始化。例如，一个slice，是一 个包含指向数据（内部array）的指针，长度和容量的三项描述符；在这些项目被初始化之 前，slice 为nil。对于slice，map 和channel，make 初始化了内部的数据结构，填充适当的 值。 make 返回初始化后的（非零）值。 例如，make([]int, 10,100) 分配了100 个整数的数组，然后用长度10 和容量100 创建 了slice 结构指向数组的前10 个元素。区别是，new([]int) 返回指向新分配的内存的指针， 而零值填充的slice 结构是指向nil 的slice 值。 这个例子展示了new 和make 的不同。 var p *[] int = new([]int) ← 分配slice 结构内存；*p==nil ← 已经可用 var v []int = make([]int , 100) ← v 指向一个新分配的有100 个整数的数组。 var p *[] int = new([]int) ← 不必要的复杂例子 *p = make([]int, 100, 100) v := make([]int, 100) ← 更常见 务必记得make 仅适用于map，slice 和channel，并且返回的不是指针。应当用new 获得特定 的指针。 60 Chapter 5: 进阶 new 分配；make 初始化 上面的两段可以简单总结为： • new(T) 返回*T 指向一个零值T • make(T) 返回初始化后的T 当然make 仅适用于slice，map 和channel。 构造函数与复合声明 有时零值不能满足需求，必须要有一个用于初始化的构造函数，例如这个来自os 包的例子。 func NewFile(fd int, name string) *File { if fd < 0 { return nil } f := new(File) f.fd = fd f.name = name f.dirinfo = nil f.nepipe = 0 return f } 有许多冗长的内容。可以使用复合声明使其更加简洁，每次只用一个表达式创建一个新的实 例。 func NewFile(fd int, name string) *File { if fd < 0 { return nil } f := File {fd,name, nil, 0 } ← Createanew File return &f ← Returntheaddressoff } 返回本地变量的地址没有问题；在函数返回后，相关的存储区域仍然存在。 事实上，从复合声明获取分配的实例的地址更好，因此可以最终将两行缩短到一行。b return &File{fd, name, nil, 0 } The items (called of a composite +literal are laid out in order and must all be 所有的项目 （称作字段）都必须按顺序全部写上。然而，通过对元素用字段:值成对的标识，初始化内 容可以按任意顺序出现，并且可以省略初始化为零值的字段。因此可以这样 return &File{fd:fd,name: name } 在特定的情况下，如果复合声明不包含任何字段，它创建特定类型的零值。表达式new(File ) 和&File{} 是等价的。 b从复合声明中获取地址，意味着告诉编译器在堆中分配空间，而不是栈中。 定义自己的类型 61 复合声明同样可以用于创建array，slice 和map，通过指定适当的索引和map 键来标识字 段。在这个例子中，无论是Enone，Eio 还是Einval 初始化都能很好的工作，只要确保它们 不同就好了。 ar :=[...] string {Enone: "no error", Einval: "invalid argument" } sl :=[] string {Enone: "no error", Einval: "invalid argument" } ma := map[int]string{Enone: "no error", Einval: "invalid argument" } 定义自己的类型 自然，Go 允许定义新的类型，通过保留字type 实现： type foo int 创建了一个新的类型foo 作用跟int 一样。创建更加复杂的类型需要用到struct 保留字。这 有个在一个数据结构中记录某人的姓名（string）和年龄（int），并且使其成为一个新的 类型的例子： Listing 5.3. Structures package main import "fmt" type NameAge struct { name string ← 不导出 age int ← 不导出 } func main() { a := new(NameAge) a.name = "Pete"; a.age = 42 fmt.Printf("%v\n", a) } 通常，fmt.Printf("%v\n",a) 的输出是 &{Pete42} 这很棒！Go 知道如何打印结构。如果仅想打印某一个，或者某几个结构中的字段，需要使 用. 。例如，仅仅打印名字： fmt.Printf("%s", a.name) ← %s 格式化字符串 结构字段 之前已经提到结构中的项目被称为field。没有字段的结构：struct{} 或者有四个c字段的： c是的，四（4）个。 62 Chapter 5: 进阶 struct { x, y int A *[]int F func() } 如果省略字段的名字，可以创建匿名字段，例如： struct { T1 ← 字段名字是T1 *T2 ← 字段名字是T2 P.T3 ← 字段名字是T3 x, y int ← 字段名字是x 和y } 注意首字母大写的字段可以被导出，也就是说，在其他包中可以进行读写。字段名以小写字 幕开头是当前包的私有的。包的函数定义是类似的，参阅第4 章了解更多细节。 方法 可以对新定义的类型创先函数以便操作，可以通过两种途径： 1. 创建一个函数接受这个类型的参数。 func doSomething(in1 *NameAge, in2 int ){/* ... */ } （你可能已经猜到了）这是函数调用。 2. 创建一个工作在这个类型上的函数（参阅在3.1 中定义的接收方）： func (in1 *NameAge) doSomething(in2 int){/* ...*/ } 这是方法调用，可以类似这样使用： var n *NameAge n.doSomething(2) 使用函数还是方法完全是由程序员说了算，但是若需要满足接口（参看下一章）就必须使用 方法。如果没有这样的需求，那就完全由习惯来决定是使用函数还是方法了。 但是下面的内容一定要留意，引用自[14]： 如果x 可获取地址，并且&x 的方法中包含了m，x.m() 是(&x).m() 更短的写法。 根据上面所述，这意味着下面的情况不是错误： var n NameAge ← 不是指针 n.doSomething(2) 这里Go 会查找NameAge 类型的变量n 的方法列表，没有找到就会再查找*NameAge 类型的方法 列表，并且将其转化为(&n).doSomething(2)。 下面的类型定义中有一些微小但是很重要的不同之处。同时可以参阅[14, section “Type Declarations”]。假设有： 转换 63 // Mutex 数据类型有两个方法，Lock 和Unlock。 type Mutex struct {/* Mutex 字段 */} func (m *Mutex) Lock() {/* Lock 实现 */} func (m *Mutex) Unlock() {/* Unlock 实现 */} 现在用两种不同的风格创建了两个数据类型。 • type NewMutexMutex ; • type PrintableMutex struct{ Mutex }. 现在NewMutux 等同于Mutex，但是它没有任何Mutex 的方法。换句话说，它的方法是空的。 但是PrintableMutex 已经从Mutex 继承了方法集合。如同[14] 所说： *PrintableMutex 的方法集合包含了Lock 和Unlock 方法，被绑定到其匿名字 段Mutex。 转换 有时需要将一个类型转换为另一个类型。在Go 中可以做到，不过有一些规则。首先，将一 个值转换为另一个是由操作符（看起来像函数：byte()）完成的，并且不是所有的转换都是 允许的。 Table 5.1. 合法的转换，float64 同float32 类似 From xb[]bytexi[]int s stringffloat32iint To []byte × []byte(s) []int × []int(s) stringstring(xb)string(xi) × float32 × float32(i) int int(f) × • 从string 到字节或者整形的slice。 mystring := "hello this isstring" byteslice := []byte(mystring) 转换到byte slice，每个byte 保存字符串对应字节的整数值。注意Go 的字符串是UTF- 8 编码的，一些字符可能是1、2、3 或者4 个字节结尾。 intslice :=[] int(mystring) 转换到int slice，每个int 保存Unicode 编码的指针。字符串中的每个字符对应一个 整数。 • 从字节或者整形的slice 到string。 64 Chapter 5: 进阶 b := []byte{'h','e','l','l','o'} ← 复合声明 s := string(b) i := []int{257,1024,65} r := string(i) 对于数值，定义了下面的转换： • 将整数转换到指定的（bit）长度：uint8(int)； • 从浮点数到整数：int(float32)。这会截断浮点数的小数部分； • 其他的类似：float32(int)。 用户定义类型的转换 如何在自定义类型之间进行转换？这里创建了两个类型Foo 和Bar，而Bar 是Foo 的一个别 名： type foo struct { int } ← 匿名字段 type bar foo ← bar 是foo 的别名 然后： var b bar = bar {1} ← 声明b 为bar 类型 var f foo = b ← 赋值b 到f 最后一行会引起错误： cannotuseb(typebar)astypefooinassignment( 不能使用b（类型bar）作为类型foo 赋值) 这可以通过转换来修复： var f foo = foo(b) 注意转换那些字段不一致的结构是相当困难的。同时注意，转换b 到int 同样会出错；整数 与有整数字段的结构并不一样。 练习 Q18. (4) 指针运算 1. 在正文的第58 页有这样的文字： …这里没有指针运算，因此如果这样写：*p++，它被解释为(*p)++：首 先解析引用然后增加值。 当像这样增加一个值的时候，什么类型可以工作？ 2. 为什么它不能工作在所有类型上？ Q19. (6) 使用interface 的map 函数 1. 使用练习Q12 的答案，利用interface 使其更加通用。让它至少能同时工作于int 和string。 练习 65 Q20. (6) 指针 1. 假设定义了下面的结构： type Person struct { name string age int } 下面两行之间的区别是什么？ var p1Person p2 := new(Person) 2. 下面两个内存分配的区别是什么？ func Set(t *T) { x = t } 和 func Set(t T) { x= &t } Q21. (6) 链表 1. 使用container/list 包创建（双向）链表。将值1，2 和4 存入并打印。 2. 自行实现链表。然后做与问题1 相同的实现。 Q22. (6) Cat 1. 编写一个程序，模仿Unix 的cat 程序。对于不知道这个程序的人来说，下面的调用 显示了文件blah 的内容： % catblah 2. 使其支持n 开关，用于输出每行的行号。 Q23. (8) 方法调用 1. 假设有下面的程序：TODO: aint true anymore in Go1 (vector is gone) package main import "container/vector" func main() { k1 := vector.IntVector{} k2 := &vector.IntVector{} k3 := new(vector.IntVector) k1.Push(2) k2.Push(3) k3.Push(4) } k1，k2 和k3 的类型是什么？ 66 Chapter 5: 进阶 2. 当前，这个程序可以编译并且运行良好。在不同类型的变量上Push 都可以工 作。Push 的文档这样描述： func (p *IntVector) Push(x int) Push 增加x 到向量的末尾。 那么接受者应当是*IntVector 类型，为什么上面的代码可以工作？ 答案 67 答案 A18. (4) 指针运算 1. 这仅能工作于指向数字（int,uint 等等）的指针值。 2. ++ 仅仅定义在数字类型上，同时由于在Go 中没有运算符重载，所以会在其他类型上 失败（编译错误）。 A19. (6) 使用interface 的map 函数 Listing 5.4. Go 中更加通用的map 函数 1. package main import "fmt" //* definetheemptyinterfaceasa type type e interface{} func mult2(f e) e { switch f.(type){ case int : return f.(int) * 2 case string: return f.(string) + f.(string) + f.(string) + f.( string) } return f } func Map(n []e, f func(e) e) []e { m := make([]e, len (n)) for k, v := range n { m[k] = f(v) } return m } func main() { m := []e{1, 2, 3, 4} s := []e{"a", "b", "c", "d"} mf := Map(m, mult2) sf := Map(s, mult2) fmt.Printf("%v\n", mf) fmt.Printf("%v\n", sf) } 68 Chapter 5: 进阶 A20. (6) 指针 1. 第一行：var p1Person 分配了Person-值 给p1。p1 的类型是Person。 第二行：p2:= new(Person) 分配了内存并且将指针赋值给p2。p2 的类型是*Person。 2. 在第二个函数中，x 指向一个新的（堆上分配的）变量t，其包含了实际参数值的副 本。 在第一个函数中，x 指向了t 指向的内容，也就是实际上的参数指向的内容。 因此在第二个函数，我们有了“额外”的变量存储了相关值的副本。 A21. (6) 链表 1. 2. A22. (6) Cat 1. 下面是cat 的实现，同样支持n 输出每行的行号。 Listing 5.5. cat 程序 package main ..0 import ( "os" "fmt" "bufio" "flag" ) var numberFlag = flag.Bool("n", false, "number each line") ..1 ..2 func cat(r *bufio.Reader) { i := 1 for { buf, e := r.ReadBytes('\n') ..3 if e ==os.EOF {..4 break } if *numberFlag {..5 fmt.Fprintf(os.Stdout, "%5d %s", i, buf) i++ } else { ..6 fmt.Fprintf(os.Stdout, "%s", buf) } } return 答案 69 } func main() { flag.Parse() if flag.NArg() == 0 { cat(bufio.NewReader(os.Stdin)) } for i :=0 ; i < flag.NArg(); i++ { f, e := os.Open(flag.Arg(i), os.O_RDONLY, 0) if e != nil { fmt.Fprintf(os.Stderr, "%s: error reading from %s: %s\n", os.Args[0], flag.Arg(i), e.String()) continue } cat(bufio.NewReader(f)) } } ..0 包含所有需要用到的包； ..1 定义新的开关”n”，默认是关闭的。注意很容易写的帮助文本； ..2 实际上读取并且显示文件内容的函数； ..3 每次读一行； ..4 如果到达文件结尾； ..5 如果设定了行号，打印行号然后是内容本身； ..6 否则，仅仅打印该行内容。 A23. (8) 方法调用 1. k1 的类型是vector.IntVector。为什么？这里使用了符号{}，因此获得了类型的 值。变量k2 是*vector.IntVector，因为获得了复合语句的地址（&）。而最后的k3 同样是*vector.IntVector 类型，因为new 返回该类型的指针。 2. 在[14] 的“调用”章节，有这样的描述： 当x 的方法集合包含m，并且参数列表可以赋值给m 的参数，方法调 用x.m() 是合法的。如果x 可以被地址化，而&x 的方法集合包含m，x.m() 可以作为(&x).m() 的省略写法。 换句话说，由于k1 可以被地址化，而*vector.IntVector 具有 Push 方法，调用k1. Push(2) 被Go 转换为(&k1).Push(2) 来使型系统愉悦（也使你愉悦——现在你已经 了解到这一点）。d d参阅本章的第“方法” 节。 6 接口 我对外科手术般进入我的身体总是有恐惧。你知 道我说的是什么。 eXistenZ TEDPIKUL 在Go 中，保留字interface 被赋予了多种不同的含义。每个类型都有接口，意味着对那个类下 面 的 内 容 来 自[30]。是Ian Lance Taylor 编 写 的 ， 他 是Go 的作者之一。 型定义了方法集合 。这段代码定义了具有一个字段和两个方法的结构类型S。 Listing 6.1. 定义结构和结构的方法 type S struct { i int} func (p *S) Get() int{ return p.i } func (p *S) Put(v int ){ p.i = v } 也可以定义接口类型，仅仅是方法的集合。这里定义了一个有两个方法的接口I： type I interface { Get() int Put(int) } 对于接口I，S 是合法的实现，因为它定义了I 所需的两个方法。注意，即便是没有明确定 义S 实现了I，这也是正确的。 Go 程序可以利用这个特点来实现接口的另一个含义，就是接口值: func f(p I) {..0 fmt.Println(p.Get()) ..1 p.Put(1) ..2 } ..0 定义一个函数接受一个接口类型作为参数； ..1 p 实现了接口I，必须有Get() 方法； ..2 Put() 方法是类似的。 这里的变量p 保存了接口类型的值。因为S 实现了I，可以调用f 向其传递S 类型的值的指 针： var s S; f(&s) 获取s 的地址，而不是S 的值的原因，是因为在s 的指针上定义了方法，参阅上面的代 码6.1。这并不是必须的——可以定义让方法接受值——但是这样的话Put 方法就不会像期望 的那样工作了。 实际上，无须明确一个类型是否实现了一个接口意味着Go 实现了叫做duck typing[34] 的模 式。这不是纯粹的duck typing，因为如果可能的话Go 编译器将对类型是否实现了接口进行 接口 71 实现静态检查。然而，Go 确实有纯粹动态的方面，如可将一个接口类型转换到另一个。通 常情况下，转换的检查是在运行时进行的。如果是非法转换——当在已有接口值中存储的类 型值不匹配将要转换到的接口——程序会抛出运行时错误。 在Go 中的接口有着与许多其他编程语言类似的思路：C++ 中的纯抽象虚基类，Haskell 中 的typeclasses 或者Python 中的duck typing。然而没有其他任何一个语言联合了接口值、静 态类型检查、运行时动态转换，以及无须明确定义类型适配一个接口。这些给Go 带来的结 果是，强大、灵活、高效和容易编写的。 到底是什么？ 来定义另外一个类型同样实现了接口I： type R struct { i int } func (p *R) Get() int { return p.i } func (p *R) Put(v int){ p.i = v } 函数f 现在可以接受R 个S 类型的变量。假设需要在函数f 中知道实际的类型。在Go 中可以 使用type switch 得到。 func f(p I) { switch t :=p.( type){..0 case *S:..1 case *R:..2 case S:..3 case R:..4 default:..5 } } ..0 类型判断。在switch 语句中使用(type)。保存类型到变量t； ..1 p 的实际类型是S 的指针； ..2 p 的实际类型是R 的指针； ..3 p 的实际类型是S； ..4 p 的实际类型是R； ..5 实现了I 的其他类型。 在switch 之外使用(type) 是非法的。类型判断不是唯一的运行时得到类型的方法。为了在 运行时得到类型，同样可以使用“comma, ok”来判断一个接口类型是否实现了某个特定接 口： if t, ok:=something.(I) ; ok { // 对于某些实现了接口I 的 // t 是其所拥有的类型 } + 确定一个变量实现了某个接口，可以使用： t :=something.(I) 72 Chapter 6: 接口 空接口 由于每个类型都能匹配到空接口：interface{}。我们可以创建一个接受空接口作为参数的 普通函数： Listing 6.2. 用空接口作为参数的函数 func g(something interface{}) int { return something.(I).Get() } 在这个函数中的return something.(I).Get() 是有一点窍门的。值something 具有类型interface{}， 这意味着方法没有任何约束：它能包含任何类型。.(I) 是类型断言，用于转换something 到I 类型的接口。如果有这个类型，则可以调用Get() 函数。因此，如果创建一个*S 类型的 新变量，也可以调用g()，因为*S 同样实现了空接口。 s = new (S) fmt.Println(g(s)); 调用g 的运行不会出问题，并且将打印0。如果调用g() 的参数没有实现I 会带来一个麻烦： Listing 6.3. 实现接口失败 i :=5 ← 声明i 是一个``该死的''int fmt.Println(g(i)) 这能编译，但是当运行的时候会得到： panic:interfaceconversion:intisnotmain.I:missingmethodGet 这是绝对没问题，内建类型int 没有Get() 方法。 方法 方法就是有接收者的函数（参阅第3 章）。 可以在任意类型上定义方法（除了非本地类型，包括内建类型：int 类型不能有方法）。然 而可以新建一个拥有方法的整数类型。例如： type Foo int func (self Foo) Emit() { fmt.Printf("%v", self) } type Emitter interface { Emit() } 对那些非本地（定义在其他包的）类型也一样： 接口名字 73 Listing 6.4. 扩展内建类型错误 func (i int) Emit() { fmt.Printf("%d", i) } 不能定义新的方法 在非本地类型int 上 Listing 6.5. 扩展非本地类型错误 func (a *net.AddrError) Emit() { fmt.Printf("%v", a) } 不能定义新的方法 在非本地类型net.AddrError 上 接口类型的方法 接口定义为一个方法的集合。方法包含实际的代码。换句话说，一个接口就是定义，而方法 就是实现。因此，接收者不能定义为接口类型，这样做的话会引起invalidreceivertype ... 的编译器错误。来自语言说明书[14] 的权威内容： 接收者类型必须是T 或*T，这里的T 是类型名。T 叫做接收者基础类型或简称 基础类型。基础类型一定不能使指针或接口类型，并且定义在与方法相同的包 中。 接口指针 Pointers to interfaces 在Go 中创建指向接口的指针是无意义的。实际上创建接口值的指针也是非法的。 在2010-10-13 的发布日志中进行的描述，使得没有任何余地怀疑这一事实： 语言的改变是使用指针指向接口值不再自动反引用指针。指向接口值的指针 通常是低级的错误，而不是正确的代码。 这来自[13]。如果不是这个限制，这个代码： var buf bytes.Buffer io.Copy(buf, os.Stdin) 就会复制标准输入到buf 的副本，而不是buf 本身。这看起来永远不会是一个期望的结 果。 接口名字 根据规则，单方法接口命名为方法名加上-er 后缀：Reader，Writer，Formatter 等。 有一堆这样的命名，高效的反映了它们职责和包含的函数名。Read，Write，Close，Flush，String 等等有着规范的声明和含义。为了避免混淆，除非有类似的声明和含义，否则不要让方法与 这些重名。相反的，如果类型实现了与众所周知的类型相同的方法，那么就用相同的名字和 声明；将字符串转换方法命名为String 而不是ToString。 文本复制于[12]。 简短的例子 回顾那个冒泡排序的练习（Q14），对整型数组排序： 74 Chapter 6: 接口 func bubblesort(n []int){ for i := 0; i < len(n)-1; i++ { for j :=i + 1 ; j < len(n); j++ { if n[j] < n[i] { n[i], n[j] = n[j], n[i] } } } } 排序字符串的版本是类似的，除了函数的声明： func bubblesortString(n []string){/*... */ } 基于此，可能会需要两个函数，每个类型一个。而通过使用接口可以让这个变得更加通用。 来创建一个可以对字符串和整数进行排序的函数，这个例子的某些行是无法运行的： func sort(i []interface{}){..0 switch i.(type){..1 case string :..2 // ... case int: // ... } return /* ... */ ..3 } ..0 函数将接收一个空接口的slice； ..1 使用type switch 找到输入参数实际的类型； ..2 然后排序； ..3 返回排序的slice。 但是如果用sort([]int{1,4,5 }) 调用这个函数，会失败：cannotusei(type[]int)as type[]interfaceinfunctionargument 这是因为Go 不能简单的将其转换为接口的slice。转换到接口是容易的，但是转换到slice 的 开销就高了。 简单来说 ：Go 不能（隐式）转换为slice。关 于 这 个 话 题 完 整 的邮件列表讨论可以 在[20] 这里找到。 那么如何创建Go 形式的这些“通用”函数呢？用Go 隐式的处理来代替type switch 方式的类型 推断吧。下面的步骤是必须的： 1. 定义一个有着若干排序相关的方法的接口类型（这里叫做Sorter）。至少需要获 取slice 长度的函数，比较两个值的函数和交换函数； type Sorter interface { Len() int ← len() 作为方法 Less(i, j int ) bool ← p[j] < p[i] 作为方法 Swap(i, j int ) ← p[i],p[j]=p[j],p[i] 作为方法 } 简短的例子 75 2. 定义用于排序slice 的新类型。注意定义的是slice 类型； type Xi []int type Xs []string 3. 实现Sorter 接口的方法。整数的： func (p Xi)Len() int { return len (p) } func (p Xi)Less(i int, j int) bool { return p[j] < p[i] } func (p Xi)Swap(i int, j int){ p[i], p[j] = p[j], p[i] } 和字符串的： func (p Xs)Len() int { return len (p) } func (p Xs)Less(i int, j int) bool { return p[j] < p[i] } func (p Xs)Swap(i int, j int){ p[i], p[j] = p[j], p[i] } 4. 编写作用于Sorter 接口的通用排序函数。 func Sort(x Sorter) {..0 for i :=0 ; i < x.Len() - 1; i++ {..1 for j :=i + 1 ; j < x.Len(); j++ { if x.Less(i, j) { x.Swap(i, j) } } } } ..0 x 现在是Sorter 类型； ..1 使用定义的函数，实现了冒泡排序。 现在可以像下面这样使用通用的Sort 函数： ints :=Xi {44, 67,3, 17, 89, 10,73,9, 14,8 } strings :=Xs {"nut", "ape", "elephant", "zoo", "go"} Sort(ints) fmt.Printf("%v\n", ints) Sort(strings) fmt.Printf("%v\n", strings) 在接口中列出接口 看一下下面的接口定义，这个是来自包container/heap 的： type Interface interface { sort.Interface Push(x interface{}) Pop() interface{} } 76 Chapter 6: 接口 这里有另外一个接口在heap.Interface 的定义中被列出，这看起来有些古怪，但是这的确是 正确的，要记得接口只是一些方法的列表。sort.Interface 同样是这样一个列表，因此将其 包含在接口内是毫无错误的。 自省和反射 在下面的例子中，了解一下定义在Person 的定义中的“标签”（这里命名为“namestr”）。为 了做到这个，需要reflect 包（在Go 中没有其他方法）。要记得，查看标签意味着返回类型 的定义。因此使用reflect 包来指出变量的类型，然后访问标签。 Listing 6.6. 使用反射自省 .. .. 0 . .. 1 . .. 2 type Person struct { name string "namestr" ← "namestr" 是标签 age int } p1 := new(Person) ← new 返回Person 的指针 ShowTag(p1) ← 调用ShowTag() 并传递指针 func ShowTag(i interface{}){ switch t := reflect.TypeOf(i) ; t.Kind() { ← Gettype,switchonKind() case reflect.Ptr: ← Itsapointer,henceareflect.Ptr tag :=t.Elem().Field(0).Tag Elem 返回v 指向的值。如果v 是空指针，Elem 返回空值。 ..0 We are dealing with a Type and according to the documentationa: // Elem returns a type’s element type. // It panics if the type’s Kind is not Array, Chan, Map, Ptr, or Slice. Elem()Type 同样的在t 使用Elem() 得到了指针指向的值。 ..1 We have now dereferened the pointer and are ”inside” our structure. We now use Field(0) to access the zeroth field; ..2 结构StructField 有成员Tag，返回字符串类型的标签名。因此，在第0th 个字段上可 以用.Tag 访问这个名字：Field(0).Tag。这样得到了namestr。 为了让类型和值之间的区别更加清晰，看下面的代码： Listing 6.7. 反射类型和值 func show(i interface{}){ switch t := i.(type){ case *Person: agodocreflect 简短的例子 77 t :=reflect.TypeOf(i) ← 得到类型的元数据 v :=reflect.ValueOf(i) ← 得到实际的值 tag := t.Elem().Field(0).Tag ..0 name := v.Elem().Field(0).String() ..1 } ..0 这里希望获得“标签”。因此需要Elem() 重定向至其上，访问第一个字段来获取标签。 注意将t 作为一个reflect.Type 来操作； ..1 现在需要访问其中一个成员的值，并让 v 上的Elem() 进行重定向。这样就访问到了结构。然后访问第一个字段Field(0) 并且 调用其上的String() 方法。 Figure 6.1. 用反射去除层次关系。通过Elem() 访问*Person，使 用godocreflect 中描述的方法获得string 内部包含的内容。 reflect.Ptr .Elem() reflect.Value .Field(0) reflect.StructField .String() "Albert Einstein" "Albert Einstein" 设置值与获得值类似，但是仅仅工作在可导出的成员上。这些代码： Listing 6.8. 私有成员的反射 type Person struct { name string "namestr" ← 名称 age int } func Set(i interface{}){ switch i.(type){ case *Person: r :=reflect.ValueOf(i) r.Elem(0).Field(0). SetString("Albert Einstein") } } Listing 6.9. 公有成员的反射 type Person struct { Name string "namestr" ← Name age int } func Set(i interface{}){ switch i.(type){ case *Person: r := reflect.ValueOf(i) r.Elem().Field(0). SetString("Albert Einstein") } } 左边的代码可以编译并运行，但是当运行的时候，将得到打印了栈的运行时错误： panic:reflect.Value.SetStringusingvalueobtainedusingunexportedfield 右边的代码没有问题，并且设置了成员变量Name 为“Albert Einstein”。当然，这仅仅工作于 调用Set() 时传递一个指针参数。 78 Chapter 6: 接口 练习 Q24. (6) 接口和编译 1. 在第72 页的代码6.3 编译正常——就像文中开始描述的那样。但是当运行的时候， 会得到运行时错误，因此有些东西有错误。为什么代码编译没有问题呢？ Q25. (5) 指针和反射 1. 在第“自省和反射” 节，第76 页的最后一段中，有这样的描述： 右边的代码没有问题，并且设置了成员变量Name 为“Albert Einstein”。 当然，这仅仅工作于调用Set() 时传递一个指针参数。 为什么是这样的情况？ Q26. (7) 接口和max() 1. 在练习Q13 中创建了工作于一个整形slice 上的最大函数。现在的问题是创建一个显 示最大数字的程序，同时工作于整数和浮点数。虽然在这里会相当困难，不过还是 让程序尽可能的通用吧。 答案 79 答案 A24. (6) 接口和编译 1. 代码能够编译是因为整数类型实现了空接口，这是在编译时检查的。 修复这个正确的途径是测试这个空接口可以被转换，如果可以，调用对应的方 法。6.2 列出的Go 代码中定义了函数g——这里重复一下： func g(any interface{}) int { return any.(I).Get() } 应当修改为： func g(any interface{}) int { if v, ok:= any.(I) ; ok {// 检查是否可以转换 return v.Get() // 如果可以，调用Get() } return -1 // 随便返回个什么 } 如果现在调用g()，就不会有运行时错误了。在Go 中这种用法被称作“comma ok”。 A25. (5) 指针和反射 1. 当调用一个非指针参数，变量是复制（call-by-value）的。因此，进行魔法般的反 射是在副本上。这样就不能改变原来的值，仅仅改变副本。 A26. (7) 接口和max() 1. 下面的程序计算了最大值。它是Go 能做到的最通用的形式了。 Listing 6.10. 通用的计算最大值 package main func Less(l, r interface{}) bool { ..0 switch l.(type){ case int : if _, ok :=r.( int ); ok { return l.(int) < r.(int)..1 } case float32 : if _, ok :=r.( float32); ok { return l.(float32) < r.(float32)..2 } } return false } func main() { var a, b, c int = 5, 15,0 80 Chapter 6: 接口 var x, y, z float32 = 5.4, 29.3, 0.0 if c = a; Less(a, b) {..3 c = b } if z = x; Less(x, y) {..4 z = y } println(c, z) } ..0 也可以选择让这个函数的返回值为interface{}，但是这也就意味着调用者不 得不总是使用类型断言来从接口中解析出实际的类型； ..1 所有类型定义为整数。然后进行比较； ..2 参数是float32； ..3 获得a 和b 中的最大值； ..4 浮点类型也一样。 7 并发 •“并行是关于性能的； • 并发是关于程序设计的。” Google IO 2010 ROBEPIKE 在这章中将展示Go 使用channel 和goroutine 开发并行程序的能力。goroutine 是Go 并发能 力的核心要素。但是，goroutine 到底是什么？来自[12]： 叫做goroutine 是因为已有的短语——线程、协程、进程等等——传递了不准 确的含义。goroutine 有简单的模型：它是与其他goroutine 并行执行的，有着 相同地址空间的函数。。它是轻量的，仅比分配栈空间多一点点消耗。而初始 时栈是很小的，所以它们也是廉价的，并且随着需要在堆空间上分配（和释 放）。 goroutine 是一个普通的函数，只是需要使用保留字go 作为开头。 ready("Tea", 2) ← 普通函数调用 go ready("Tea", 2) ← ready() 作为goroutine 运行 下面程序的思路来自[28]。让一个函数作为两个goroutine 执行，goroutine 等待一段时间， 然后打印一些内容到屏幕。在第14 和15 行，启动了goroutine。main 函数等待足够的长的时 间，这样每个goroutine 会打印各自的文本到屏幕。现在是在第17 行等待5 秒钟，但实际上 没有任何办法知道，当所有goroutine 都已经退出应当等待多久。 Listing 7.1. Go routine 实践 8func ready(w string, sec int ){ 9time.Sleep(time.Duration(sec) * time.Second) 10fmt.Println(w, "is ready!") 11} 13func main() { 14go ready("Tea", 2) 15go ready("Coffee", 1) 16fmt.Println("I'm waiting") 17time.Sleep(5 * time.Second) 18} 表7.1 输出： I'mwaiting ← 立刻 Coffeeisready! ← 1 秒后 Teaisready! ← 2 秒后 如果不等待goroutine 的执行（例如，移除第17 行），程序立刻终止，而任何正在执行 的goroutine 都会停止。为了修复这个，需要一些能够同goroutine 通讯的机制。这一机制 并发 83 通过channels 的形式使用。channel 可以与Unix sehll 中的双向管道做类比：可以通过它发 送或者接收值。这些值只能是特定的类型：channel 类型。定义一个channel 时，也需要定 义发送到channel 的值的类型。注意，必须使用make 创建channel： ci := make(chan int) cs := make(chan string) cf := make(chan interface{}) 创建channel ci 用于发送和接收整数，创建channel cs 用于字符串，以及channel cf 使用了 空接口来满足各种类型。向channel 发送或接收数据，是通过类似的操作符完成的：<-. 具 体作用则依赖于操作符的位置： ci <- 1 ← 发送整数1 到channelci <-ci ← 从channelci 接收整数 i := <-ci ← 从channelci 接收整数，并保存到i 中 将这些放到实例中去。 Listing 7.2. Go routines 和channel var c chan int ..0 func ready(w string, sec int){ time.Sleep(time.Duration(sec) * time.Second) fmt.Println(w, "is ready!") c <- 1 ..1 } func main() { c = make(chan int )..2 go ready("Tea", 2) ..3 go ready("Coffee", 1) fmt.Println("I'm waiting, but not toolong") <-c ..4 <-c ..5 } ..0 定义c 作为int 型的channel。就是说：这个channel 传输整数。注意这个变量是全局 的，这样goroutine 可以访问它； ..1 发送整数1 到channel c； ..2 初始化c； ..3 用保留字go 开始一个goroutine； ..4 等待，直到从channel 上接收一个值。注意，收到的值被丢弃了； ..5 两个goroutines，接收两个值。 这里仍然有一些丑陋的东西；不得不从channel 中读取两次（第14 和15 行）。在这个例子 中没问题，但是如果不知道有启动了多少个goroutine 怎么办呢？这里有另一个Go 内建的保 留字：select。通过select（和其他东西）可以监听channel 上输入的数据。 84 Chapter 7: 并发 在这个程序中使用select，并不会让它变得更短，因为运行的goroutine 太少了。移除第14 和15 行，并用下面的内容替换它们： Listing 7.3. 使用select 14L: for { 15select { 16case <-c: 17i++ 18if i > 1 { 19break L 20} 21} 22} 现在将会一直等待下去。只有当从channel c 上收到多个响应时才会退出循环L。 使其并行运行 虽然goroutine 是并发执行的，但是它们并不是并行运行的。如果不告诉Go 额外的东西，同 一时刻只会有一个goroutine 执行。利用runtime.GOMAXPROCS(n) 可以设置goroutine 并行执 行的数量。来自文档： GOMAXPROCS 设置了同时运行的CPU 的最大数量，并返回之前的设置。如 果n < 1，不会改变当前设置。当调度得到改进后，这将被移除。 如果不希望修改任何源代码，同样可以通过设置环境变量GOMAXPROCS 为目标值。 更多关于channel 当在Go 中用ch:= make(chanbool ) 创建chennel 时，bool 型的无缓冲channel 会被创建。 这对于程序来说意味着什么呢？首先，如果读取（value:= <-ch）它将会被阻塞，直到有 数据接收。其次，任何发送（ch<-5）将会被阻塞，直到数据被读出。无缓冲channel 是在 多个goroutine 之间同步很棒的工具。 不过Go 也允许指定channel 的缓冲大小，很简单，就是channel 可以存储多少元素。ch := make(chanbool , 4)，创建了可以存储4 个元素的bool 型channel。在这个channel 中， 前4 个元素可以无阻塞的写入。当写入第5￿ 元素时，代码将会阻塞，直到其他goroutine 从channel 中读取一些元素，腾出空间。 虽然从channel 读取是阻塞的，但是仍然可以用下面的方式实现非阻塞的读取：TODO 需要对这个做一些测 试。 x, ok= <-ch 当读取到了内容时ok 为true，否则为false。同时，x 从channel 获取到值。一句话说， 在Go 中下面的为true： ch:= make(chantype , value) { value == 0 → 无缓冲（阻塞） value > 0 → 缓冲（非阻塞） 练习 85 关闭channel TODO 这个章节需要编写 练习 Q27. (4) Channel 1. 修改在练习Q2 中创建的程序，换句话说，主体中调用的函数现在是一个goroutine 并且使用channel 通讯。不用担心goroutine 是如何停止的。 2. 在完成了问题1 后，仍有一些待解决的问题。其中一个麻烦是goroutine 在main.main() 结束的时候，没有进行清理。更糟的是，由于main.main() 和main.shower() 的竞争 关系，不是所有数字都被打印了。本应该打印到9，但是有时只打印到8。添加第二 个退出channel，可以解决这两个问题。试试吧。a Q28. (7) 斐波那契II 1. 这是类似的练习，第一个在第39 页的练习11。完整的问题描述： 斐波那契数列以：1, 1, 2, 3, 5, 8, 13,... 开头。或用数学形式：x1 = 1; x2 = 1; xn = xn−1 + xn−2 ∀n > 2。 编写一个函数接收int 值，并给出同样数量的斐波那契数列。 但是现在有额外条件：必须使用channel。 a需要用到select 语句。 答案 87 答案 A27. (4) Channel 1. 程序可能的形式是： Listing 7.4. Go 的channel 1package main 3import "fmt" 5func main() { 6ch := make (chan int) 7go shower(ch) 8for i :=0 ; i < 10; i++ { 9ch <- i 10} 11} 13func shower(c chan int ){ 14for { 15j := <-c 16fmt.Printf("%d\n", j) 17} 18} 以通常的方式开始，在第6 行创建了一个新的int 类型的channel。下一行调用 了shower 函数，用ch 变量作为参数，这样就可以与其通讯。然后进入for 循环 （第8-10 行），在循环中发送（通过<-）数字到函数（现在是goroutine）shower。 在函数shower 中等待（阻塞方式），直到接收到了数字（第15 行）。每个收到的数 字都被打印（第16 行）出来，然后继续第14 行开始的死循环。 2. 答案是 Listing 7.5. 添加额外的退出channel 1package main 3import "fmt" 5func main() { 6ch := make (chan int) 7quit := make(chan bool) 8go shower(ch, quit) 9for i :=0 ; i < 10; i++ { 10ch <- i 11} 12quit <- false // 或者是true，这没啥关系 13} 88 Chapter 7: 并发 15func shower(c chan int , quit chan bool ){ 16for { 17select { 18case j := <-c: 19fmt.Printf("%d\n", j) 20case <-quit: 21break 22} 23} 24} 在第20 行从退出channel 读取并丢弃该值。可以使用q := <-quit，但是可能只需要 用这个变量一次——在Go 中是非法的。另一种办法，你可能已经想到了：_ = <- quit。在Go 中这是合法的，但是第20 行的形式在Go 中更好。 A28. (7) 斐波那契II 1. 下面的程序使用channel 计算了斐波那契数列。 Listing 7.6. Go 的斐波那契函数 package main import "fmt" func dup3(in <-chan int )(<-chan int , <-chan int , <-chan int ){ a, b, c := make(chan int , 2), make(chan int, 2), make(chan int , 2) go func (){ for{ x := <-in a <- x b <- x c <- x } }() return a, b, c } func fib() <-chan int { x := make(chan int , 2) a, b, out := dup3(x) go func (){ x <- 0 x <- 1 <-a for{ x <- <-a+<-b } }() 答案 89 return out } func main() { x := fib() for i :=0 ; i < 10; i++ { fmt.Println( <-x) } } // Seesdh33b.blogspot.com/2009/12/fibonacci-in-go.html 8 通讯 “好的沟通就像是一杯刺激的浓咖啡，然后就难以 入睡。” ANNEMORROWLINDBERGH 在这章中将介绍Go 中与外部通讯的通讯模块。 文件和目录 在Go 中，从文件读取（或写入）是非常容易的。程序只需要使用os 包 就 可 以 从 文 件/etc/passwd 中读取数据。 Listing 8.1. 从文件读取（无缓冲） package main import "os" func main() { buf := make([]byte , 1024) f, _ :=os.Open("/etc/passwd", os.O_RDONLY, 0666) defer f.Close() f, _ :=os.Open("/etc/passwd") ..0 defer f.Close() ..1 for { n, _ :=f.Read(buf) ..2 if n ==0 { break } ..3 os.Stdout.Write(buf[:n]) ..4 } } ..0 打开文件； ..1 确保关闭（close）它； ..2 一次读取1024 字节； ..3 到达文件末尾； ..4 将内容写入Stdout。 如果想要使用缓冲 IO，则有bufio 包： 文件和目录 91 Listing 8.2. 从文件读取（缓冲） package main import ( "os";"bufio") func main() { buf := make([]byte , 1024) f, _ :=os.Open("/etc/passwd") ..0 defer f.Close() r :=bufio.NewReader(f) ..1 w :=bufio.NewWriter(os.Stdout) defer w.Flush() for { n, _ :=r.Read(buf) ..2 if n == 0 { break } w.Write(buf[0:n]) } } ..0 打开文件，os.Open 返回一个实现了io.Reader 接口的*os.File； ..1 转换f 为有缓冲的Reader。NewReader 需要一个io.Reader，因此或许你认为这会出 错。但其实不会。任何有Read() 函数就实现了这个接口。同时，从列表8.1可以看 到，*os.File 已经这样做了； ..2 从Reader 读取，而向Writer 写入，然后向屏幕输出文件。 更加通用的方法（但是也略微复杂一点）是ReadLine，参阅bufio 包的文档。 在shell 脚本中更常见的情景是检查某个目录是否存在，不存在就创建一个。 Listing 8.3. 在shell 中创建目录 if [!-e name ]; then mkdir name else # error fi Listing 8.4. 在Go 中创建目录 if f, e :=os.Stat("name") ; e != nil { os.Mkdir("name", 0755) } else { // error } 前面的程序将整个文件读出，但是通常情况下会希望一行一行的读取。下面的片段展示了如 何实现： 92 Chapter 8: 通讯 f, _ :=os.Open("/etc/passwd") defer f.Close() r :=bufio.NewReader(f) s, ok:=r.ReadString('\n') { ← 从输入中读取一行 // ...| ← s 保存了字符串，通过string 包就可以解析它| 命令行参数 来自命令行的参数在程序中通过字符串slice os.Args 获取，导入包os 即可。flag 包有着精巧 的接口，同样提供了解析标识的方法。这个例子是一个DNS 查询工具： dnssec :=flag.Bool("dnssec", false, "Request DNSSEC records") ..0 port :=flag.String("port", "53", "Set thequery port") ..1 flag.Usage = func(){..2 fmt.Fprintf(os.Stderr, "Usage: %s [OPTIONS] [name ...]\n", os.Args[0]) flag.PrintDefaults() ..3 } flag.Parse() ..4 ..0 定义bool 标识，-dnssec。变量必须是指针，否则package 无法设置其值； ..1 类似的，port 选项； ..2 简单的重定义Usage 函数，有点罗嗦； ..3 指定的每个标识，PrintDefaults 将输出帮助信息； ..4 解析标识，并填充变量。 执行命令 exec 包有函数可以执行外部命令，这也是在Go 中主要的执行命令的方法。通过定义一个有 着数个方法的*exec.Cmd 结构来使用。 执行ls-l ： import "exec" cmd :=exec.Command("/bin/ls", "-l") err :=cmd.Run() 从命令行的标准输出中获得信息同样简单： import "exec" cmd :=exec.Command("/bin/ls", "-l") buf, err :=cmd.Output() ← buf 是一个[]byte 网络 93 网络 所有网络相关的类型和函数可以在net 包中找到。这其中最重要的函数是Dial。当Dial 到远 程系统，这个函数返回Conn 接口类型，可以用于发送或接收信息。函数Dial 简洁的抽象了 网络层和传输层。因此IPv4 或者IPv6，TCP 或者UDP 可以共用一个接口。 通过TCP 连接到远程系统（端口80），然后是UDP，最后是TCP 通过IPv6，大致是这样：a conn, e :=Dial("tcp", "192.0.32.10:80") conn, e :=Dial("udp", "192.0.32.10:80") conn, e :=Dial("tcp", "[2620:0:2d0:200::10]:80") ← 方括号是强制的 如果没有错误（由e 返回），就可以使用conn 从套接字中读写。在包net 中的原始定义是： // Read reads data from the connection. // Read can be made to time out and return a net.Error with Timeout()==true // after a fixed time limit; see SetDeadline and SetReadDeadline. Read(b[] byte)(n int, err error) // Write writes data to the connection. // Write can be made to time out and return a net.Error with Timeout()==true // after a fixed time limit; see SetDeadline and SetWriteDeadline. Write(b[] byte)(n int, err error) 但是这些都是隐含的低层b ，通常总是应该使用更高层次的包。例如http 包。一个简单 的http Get 作为例子： package main import ( "io/ioutil";"http";"fmt" ) ..0 func main() { r, err := http.Get("http://www.google.com/robots.txt") ..1 if err != nil { fmt.Printf("%s\n", err.String()) ; return } ..2 b, err := ioutil.ReadAll(r.Body) ..3 r.Body.Close() if err ==nil { fmt.Printf("%s", string(b)) }..4 } ..0 需要的导入； ..1 使用http 的Get 获取html； ..2 错误处理； ..3 将整个内容读入b； ..4 如果一切OK 的话，打印内容。 a在这个例子中，可以认为192.0.32.10 和2620:0:2d0:200::10 是www.example.org。 b练习Q33 是关于使用这些的。 94 Chapter 8: 通讯 练习 Q29. (8) 进程 1. 编写一个程序，列出所有正在运行的进程，并打印每个进程执行的子进程个数。输 出应当类似： Pid0has2children:[12] Pid490has2children:[119926524] Pid1824has1child:[7293] • 为了获取进程列表，需要得到ps-e-opid,ppid,comm 的输出。输出类似： PIDPPIDCOMMAND 90249023zsh 195609024ps • 如果父进程有一个子进程，就打印child，如果多于一个，就打印children； • 进程列表要按照数字排序，这样就以pid 0 开始，依次展示。 这里有一个Perl 版本的程序来帮助上手（或者造成绝对的混乱）。 Listing 8.5. Processes in Perl #!/usr/bin/perl -l my (%child, $pid, $parent) ; my @ps=`ps -e -opid,ppid,comm`;# Capture theoutput from `ps` foreach (@ps[1..$#ps]) {# Discard theheader line ($pid, $parent, undef) = split ;# Split theline, discard 'comm' push @{$child{$parent}}, $pid;# Save thechild PIDs ona list } # Walk through thesorted PPIDs foreach (sort { $a<=>$b } keys %child) { print "Pid ", $_," has", @ {$child{$_}}+0, " child", # Print them @{$child{$_}} == 1 ? ": " : "ren: ", "[@{$child{$_}}]"; } Q30. (5) 单词和字母统计 1. 编写一个从标准输入中读取文本的小程序，并进行下面的操作： 1. 计算字符数量（包括空格）； 2. 计算单词数量； 3. 计算行数。 换句话说，实现一个wc(1)（参阅本地的手册页面），然而只需要从标准输入读取。 Q31. (4) Uniq 1. 编写一个Go 程序模仿Unix 命令uniq 的功能。程序应当像下面这样运行，提供一个 下面这样的列表： 'a''b''a''a''a''c''d''e''f''g' 它将打印出没有后续重复的项目： 练习 95 'a''b''a''c''d''e''f' 下面列出的8.8 是Perl 实现的算法。 Listing 8.8. uniq(1) 的Perl 实现 #!/usr/bin/perl my @a = qw/abaaacdefg/; print my $first = shift @a; foreach (@a) { if ($first ne $_) { print; $first = $_;} } Q32. (9) Quine A Quine 是一个打印自己的程序。 1. 用Go 编写一个Quine 程序。 Q33. (8) Echo 服务 1. 编写一个简单的echo 服务。使其监听于本地的TCP 端口8053 上。它应当可以读取一 行（以换行符结尾），将这行原样返回然后关闭连接。 2. 让这个服务可以并发，这样每个请求都可以在独立的goroutine 中进行处理。 Q34. (9) 数字游戏 • 从列表中随机选择六个数字： 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 25, 50, 75, 100 数字可以多次被选中； • 从1 ... 1000 中选择一个随机数i； • 尝试用先前的六个数字（或者其中的几个）配合运算符+，−，∗和/，计算出i； 例如，选择了数字：1，6，7，8，8 和75。并且i 为977。可以用许多方法来实现，其中一 种： ((((1 ∗ 6) ∗ 8) + 75) ∗ 8) − 7 = 977 或者 (8 ∗ (75 + (8 ∗ 6))) − (7/1) = 977 1. 实现像这样的数字游戏。使其打印像上面那样格式的结果（也就是说，输出应当是 带有括号的中序表达式） 2. 计算全部可能解，并且全部显示出来（或者仅显示有多少个）。在上面的例子中， 有544 种方法。 Q35. (8) *Finger 守护进程 1. 编写一个finger 守护进程，可以工作于finger(1) 命令。 来自Debian 的包描述： Fingerd 是一个基于RFC 1196 [36] 的简单的守护进程，它为许多站点提 供了“finger”程序的接口。这个程序支持返回一个友好的、面向用户的系 统或用户当前状况的详细报告。 答案 97 答案 A29. (8) 进程 1. 有许多工作需要做。可以将程序分为以下几个部分： 1. 运行ps 获得输出； 2. 解析输出并保存每个PPID 的子PID； 3. 排序PPID 列表； 4. 打印排序后的列表到屏幕。 在下面的解法中，选择container/vector 保存PID。“列表”自动增长。 程序清单： Listing 8.6. Go 中的进程 package main import ( "fmt";"sort";"exec";"strings";"strconv";"container/ vector") func main() { ps := exec.Command("ps", "-e", "-opid,ppid,comm") output, _ :=ps.Output() child := make(map[int]*vector.IntVector) for i, s := range strings.Split(string(output), "\n") { if i ==0 len(s) == 0 {//Killfirstandlastline continue } f := strings.Fields(s) fpp, _ := strconv.Atoi(f[1]) // theparent'spid fp, _ := strconv.Atoi(f[0]) // thechild'spid if _, present :=child[fpp] ;!present { v := new(vector.IntVector) child[fpp] = v } // SavethechildPIDsona vector child[fpp].Push(fp) // SavethechildPIDsona vector } schild := make([]int, len (child)) i := 0 for k, _ := range child { schild[i] = k i++ } sort.Ints(schild) for _, ppid := range schild {// Walkthroughthesortedlist fmt.Printf("Pid %d has%d child", ppid, child[ppid]. Len()) 98 Chapter 8: 通讯 if child[ppid].Len() ==1 { fmt.Printf(": %v\n", []int(*child[ppid])) } else { fmt.Printf("ren: %v\n", []int(*child[ppid])) } } } A30. (5) 单词和字母统计 1. 下面是wc(1) 的一种实现。 Listing 8.7. wc(1) 的Go 实现 package main import ( "os" "fmt" "bufio" "strings" ) func main() { var chars, words, lines int r := bufio.NewReader(os.Stdin) ..0 for { switch s, ok := r.ReadString('\n'); true {..1 case ok != nil: ..2 fmt.Printf("%d %d %d\n", chars, words, lines) ; return default:..3 chars += len(s) words += len(strings.Fields(s)) lines++ } } } ..0 Start a new reader that reads from standard input; ..1 Read a line from the input; ..2 If we received an error, we assume it was because of a EOF. So we print the current values; ..3 Otherwise we count the charaters, words and increment the lines. A31. (4) Uniq 1. 下面是uniq 的Go 实现. 答案 99 Listing 8.9. uniq(1) 的Go 实现 package main import "fmt" func main() { list :=[] string{"a", "b", "a", "a", "c", "d", "e", "f"} first :=list[0] fmt.Printf("%s ", first) for _, v := range list[1:] { if first != v { fmt.Printf("%s ", v) first = v } } } A32. (9) Quine 1. 下面的Quine 来自Russ Cox： /* Goquine */ package main import "fmt" func main() { fmt.Printf("%s%c%s%c\n", q, 0x60, q, 0x60) } var q = `/* Goquine */ package main import "fmt" func main() { fmt.Printf("%s%c%s%c\n", q, 0x60, q, 0x60) } var q = ` A33. (8) Echo 服务 1. 一个简单的echo 服务器是这样： Listing 8.10. 简易echo 服务器 package main import ( "net";"fmt";"bufio" ) func main() { l, err :=net.Listen("tcp", "127.0.0.1:8053") 100 Chapter 8: 通讯 if err != nil { fmt.Printf("Failure tolisten: %s\n", err.Error()) } for { if c, err :=l.Accept() ; err == nil { Echo(c) } } } func Echo(c net.Conn) { defer c.Close() line, err:=bufio.NewReader(c).ReadString('\n') if err != nil { fmt.Printf("Failure toread: %s\n", err.Error()) return } _, err = c.Write([]byte(line)) if err != nil { fmt.Printf("Failure towrite: %s\n", err.Error()) return } } 当运行起来的时候可以看到如下内容： % nc127.0.0.18053 Gois*awesome* Gois*awesome* 2. 为了使其能够并发处理链接，只需要修改一行代码，就是： if c, err:=l.Accept() ; err ==nil { Echo(c) } 改为： if c, err:=l.Accept() ; err ==nil { go Echo(c) } A34. (9) 数字游戏 1. 下面的是一种可能的解法。它使用了递归和回溯来得到答案。由于程序的尺寸问 题，用了较小的字体来展示。 Listing 8.11. 数字游戏 package main // 为了增加而需要重写 import ( "fmt" "strconv" "flag" ) const ( 答案 101 _ = 1000 * iota ADD SUB MUL DIV MAXPOS = 11 ) var mop = map[int]string{ADD: "+", SUB: "-", MUL: "*", DIV: "/", } var ( ok bool value int ) type Stack struct { i int data [MAXPOS]int } func (s *Stack) Reset() { s.i = 0 } func (s *Stack) Len() int { return s.i } func (s *Stack) Push(k int ){ s.data[s.i] = k; s.i++ } func (s *Stack) Pop() int { s.i--; return s.data[s.i] } var found int var stack = new(Stack) func main() { flag.Parse() list :=[] int{1, 6, 7, 8, 8, 75,ADD, SUB, MUL, DIV } // Arg0 包含了需要处理的数字 magic, ok:=strconv.Atoi(flag.Arg(0)) if ok != nil { return } f := make([]int , MAXPOS) solve(f, list, 0, magic) } func solve(form, numberop []int, index, magic int ){ var tmp int for i, v := range numberop { if v ==0 { goto NEXT } if v < ADD { 102 Chapter 8: 通讯 // 是一个数字，保存起来 tmp = numberop[i] numberop[i] = 0 } form[index] = v value, ok= rpncalc(form[0 : index+1]) if ok &&value == magic { if v < ADD { numberop[i] = tmp // 重置并继续 } found++ fmt.Printf("%s = %d #%d\n", rpnstr(form[0: index+1]), value, found) //gotoNEXT } if index ==MAXPOS-1 { if v < ADD { numberop[i] = tmp // 重置并继续 } goto NEXT } solve(form, numberop, index+1, magic) if v < ADD { numberop[i] = tmp // 重置并继续 } NEXT: } } // convertrpntoniceinfixnotationandstring // thermustbevalidrpnform func rpnstr(r []int ) (ret string){ s := make([]string, 0) // Stillmemoryintensive for k, t := range r { switch t { case ADD, SUB, MUL, DIV: a, s :=s[ len(s)-1], s[:len(s)-1] b, s :=s[ len(s)-1], s[:len(s)-1] if k == len(r)-1 { s = append(s, b+mop[t]+a) } else { s = append(s, "("+b+mop[t]+a+")") } default: s = append(s, strconv.Itoa(t)) } } for _, v := range s { 答案 103 ret+=v } return } // returnresultfromtherpnform. // iftheexpressionisnotvalid,okisfalse func rpncalc(r []int)(int, bool){ stack.Reset() for _, t := range r { switch t { case ADD, SUB, MUL, DIV: if stack.Len() < 2 { return 0, false } a :=stack.Pop() b :=stack.Pop() if t ==ADD { stack.Push(b + a) } if t ==SUB { //disallownegativesubresults if b-a < 0 { return 0, false } stack.Push(b - a) } if t ==MUL { stack.Push(b * a) } if t ==DIV { if a ==0 { return 0, false } //disallowfractions if b%a != 0 { return 0, false } stack.Push(b / a) } default: stack.Push(t) } } if stack.Len() == 1 {// thereisonlyone! return stack.Pop(), true } return 0, false } 104 Chapter 8: 通讯 2. 开始运行permrec 时，输入977 作为第一个参数： %./permrec977 1+(((6+7)*75)+(8/8))=977#1 ... ... ((75+(8*6))*8)-7=977 #542 (((75+(8*6))*8)-7)*1=977#543 (((75+(8*6))*8)-7)/1=977#544 A 版权 本作品由LaTEX创作。主文本设置为Google Droid 字体。所有打印文本设置为DejaVu Mono。 中文字体设置为WenQuanYi Zen Hei。 贡献者 下面的成员编写了这本书。 • Miek Gieben ； • JC van Winkel； • 邢兴，中文译本。 帮助试读、检查练习和改进文案（不论真实姓名还是别名都不分排名先后）Andrey Mirtchovski，Anthony Magro，Babu Sreekanth，Ben Bullock，Bob Cunningham，Brian Fallik，Cecil New，Damian Gryski，Dan Kortschak，Filip Zaludek，Haiping Fan，Jaap Akkerhuis，JC van Winkel，Jeroen Bulten，Jinpu Hu，Jonathan Kans，Makoto Inoue，Mayuresh Kathe，Michael Stapelberg，Paulo Pinto，Russel Winder，Sonia Keys，Stefan Schroeder，Thomas Kapplet，Uriel，邢兴。 Miek Gieben Miek Gieben 从荷兰内梅亨大学取得计算机科学硕士学位。他参与并开发了DNSSEC 协议 ——下一代DNS——DNSSEC protocol 以及如核心认证[10]。在玩过了Erlang 后，Go 是他 当前迷恋的主要语言。他将所有业余时间用来对Go 的探索和编码。他是Go DNS 库的维护 者：https://github.com/miekg/godns。他的个人博客是http://www.miek.nl 以及Twitter 帐号@miekg。博文和推多数情况下都是关于Go 的。 邢兴 许可证和版权 107 在你看到本书的中文版的时候，邢兴已经从中山大学获得了软件工程硕士学位。他的博客 是http://mikespook.com 并且拥有Twitter 帐号@mikespook。博文和推大部分情况下都是用 来扯蛋的，而且会时不时的扯疼…… 许可证和版权 本 作 品 依 照 署 名-非 商 业 性 使 用-相 同 方 式 共 享3.0 Unported许 可 证 发 布 。 访 问http:// creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ 查看该许可证副本，或写信到Creative Com- mons, 171 Second Street, Suite 300, San Francisco, California, 94105, USA。 本书所有实例代码依此方式放入公共领域。 ©Miek Gieben – 2010:，2011。 ©邢兴– 2011。 B 索引 array capacity, 19 length, 19 multidimensional, 19 buffered, 90 built-in append, 18, 21 cap, 18 close, 18 complex, 18 copy, 18, 21 delete, 18 imag, 18 len, 18 make, 18, 58 new, 18, 58 panic, 18 print, 18 println, 18 real, 18 recover, 18 channel, 6, 83 blocking read, 84 blocking write, 84 non-blocking read, 84 non-blocking write, 84 unbuffered, 84 channels, 83 closure, 35 complex numbers, 18 deferred list, 35 duck typing, 70 field anonymous, 62 fields, 60 function as values, 36 call, 62 literal, 35 literals, 36 generic, 74 goroutine, 82 goroutines, 6 interface, 70 set of methods, 70 type, 70 value, 70 keyword break, 13, 15 continue, 15 default, 17 defer, 34 else, 13 fallthrough, 16 for, 14 go, 82 goto, 14 if, 13 import, 49 iota, 9 map, 21 add elements, 22 existence, 22 remove elements, 22 package, 48 range, 15, 21 on maps, 16, 21 on slices, 15 return, 13 select, 83 struct, 61 switch, 16 type, 61 label, 14 literal composite, 19, 60 method, 30 method call, 62 methods inherited, 63 MixedCaps, 50 named return parameters, 30 networking Dial, 93 Index 109 nil, 58 operator address-of, 58 and, 12 bit wise xor, 12 bitwise and, 12 clear, 12 or, 12 channel, 83 increment, 58 not, 12 or, 12 package bufio, 50, 53, 90 bytes, 49 compress/gzip, 50 even, 48 exec, 53, 92 flag, 53 fmt, 18, 52 http, 53 io, 52 json, 53 os, 53 reflect, 53, 76 ring, 50 sort, 53 strconv, 53 sync, 53 template, 53 unsafe, 53 parallel assignment, 8, 15 pass-by-value, 30 private, 49 public, 49 receiver, 30 reference types, 19 runes, 16 scope local, 31 slice capacity, 19 length, 19 string literal interpreted, 11 raw, 11 toolin go test, 50 tooling go, 7 build, 7 type assertion, 72 type switch, 71 variables _, 8 assigning, 8 declaring, 8 underscore, 8 C Bibliography [1] Haskell Authors. 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