Go语言入门

作者：--    发布时间：2019-11-20

在学习go语言编程之前，我们需要安装和配置好go语言的开发环境。可以选择线上的编译器：http://tour.golang.org/welcome/1 来直接执行代码。也可以在您自己的计算机上安装开发编译环境。

go本地环境设置

如果您愿意在本地环境安装和配置go编程语言，则需要在计算机上提供以下两个软件：

• 文本编辑器
• go编译器

文本编辑器

这是用于编写您的程序代码。常见的几个编辑器包括windows记事本，os编辑命令，brief，epsilon，emacs和vim(或vi)。

文本编辑器的名称和版本可能因不同的操作系统而异。例如，记事本只能在windows上使用，vim(或vi)可以在windows以及linux或unix上使用。

使用编辑器创建的文件称为源文件，源文件中包含程序的源代码。go程序的源文件通常使用扩展名“.go”来命名。

在开始编程之前，确保您安装好并熟练使用一个文本编辑器，并且有足够的经验来编写计算机程序代码，将代码保存在文件中，编译并最终执行它。

go编译器

在源文件中编写的源代码是人类可读的源程序。 它需要“编译”变成机器语言，以便cpu可以根据给出的指令实际执行程序。

这个go编程语言编译器用于将源代码编译成可执行程序。这里假设您知道或了解编程语言编译器的基本知识。

go发行版本是freebsd(版本8及更高版本)，linux，mac os x(snow leopard及更高版本)和具有32位(386)和64位(amd64)x86处理器架构的windows操作系统的二进制安装版本 。

以下部分将演示如何在各种操作系统上安装go语言环境的二进制分发包。

下载go存档文件

从链接【go下载】中下载最新版本的go可安装的归档文件。在写本教程的时候，选择的是go1.7.4.windows-amd64.msi并将下载到桌面上。

注：写本教程的时，使用的电脑是：windows 10 64bit 系统

如果操作系统不一样，可选择对应版本下载安装。

操作系统	存档名称
windows	go1.7.windows-amd64.msi
linux	go1.7.linux-amd64.tar.gz
mac	go1.7.4.darwin-amd64.pkg
freebsd	go1.7.freebsd-amd64.tar.gz

在unix/linux/mac os x和freebsd上安装

将下载归档文件解压缩到/usr/local目录中，在/usr/local/go目录创建一个go树。 例如：

tar -c /usr/local -xzf go1.7.4.linux-amd64.tar.gz

将/usr/local/go/bin添加到path环境变量。

操作系统	输出
linux	export path=$path:/usr/local/go/bin
mac	export path=$path:/usr/local/go/bin
freebsd	export path=$path:/usr/local/go/bin

在windows上安装

使用msi文件并按照提示安装go工具。 默认情况下，安装程序使用c:\go目录。安装程序应该在窗口的path环境变量中设置c:\go\bin目录。重新启动后，打开的命令提示验证更改是否生效。

验证安装结果

在f:\worksp\golang中创建一个test.go的go文件。编写并保存以下代码到 test.go 文件中。

package main

import "fmt"

func main() {
   fmt.println("hello, world!")
}

现在运行test.go查看结果并验证输出结果如下：

f:\worksp\golang>go run test.go
hello, world!

包的使用

每个 go 程序都是由包组成的。
程序运行的入口是包 main 。
这个程序使用并导入了包 “fmt“ 和 “math/rand“ 。
按照惯例，包名与导入路径的最后一个目录一致。例如，”math/rand“ 包由 package rand 语句开始。

注意：这个程序的运行环境是确定性的，因此 rand.intn 每次都会返回相同的数字。

package main

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

func main() {
    fmt.println("my favorite number is", rand.intn(10))
}

导入包

这个代码用圆括号组合了导入，这是“打包”导入语句。

同样可以编写多个导入语句，例如：

import "fmt"
import "math"

不过使用打包的导入语句是更好的形式。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.printf("now you have %g problems.", math.sqrt(7))
}

导出名称

在 go 中，首字母大写的名称是被导出的。

在导入包之后，只能访问包所导出的名字，任何未导出的名字是不能被包外的代码访问的。

foo 和 foo 都是被导出的名称。名称 foo 是不会被导出的。

执行代码，注意编译器报的错误。

然后将 math.pi 改名为 math.pi 再试着执行一下。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.println(math.pi)
}

函数

函数可以没有参数或接受多个参数。
在这个例子中， add 接受两个 int 类型的参数。
注意类型在变量名之后 。

package main

import "fmt"

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

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

当两个或多个连续的函数命名参数是同一类型，则除了最后一个类型之外，其他都可以省略。

在这个例子中 ，

x int, y int

可缩写为：

x, y int

函数多值返回

函数可以返回任意数量的返回值。
swap 函数返回了两个字符串。

package main

import "fmt"

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

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

函数中命名返回值

go 的返回值可以被命名，并且就像在函数体开头声明的变量那样使用。
返回值的名称应当具有一定的意义，可以作为文档使用。
没有参数的 return 语句返回各个返回变量的当前值。这种用法被称作“裸”返回。
直接返回语句仅应当用在像下面这样的短函数中。在长的函数中它们会影响代码的可读性。

package main

import "fmt"

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

func main() {
    fmt.println(split(17))
}

变量

var 语句定义了一个变量的列表；跟函数的参数列表一样，类型在后面。就像在这个例子中看到的一样， var 语句可以定义在包或函数级别。

package main

import "fmt"

var c, python, java bool

func main() {
    var i int
    fmt.println(i, c, python, java)
}

初始化变量

变量定义可以包含初始值，每个变量对应一个。如果初始化是使用表达式，则可以省略类型；变量从初始值中获得类型。

package main

import "fmt"

var i, j int = 1, 2

func main() {
    var c, python, java = true, false, "no!"
    fmt.println(i, j, c, python, java)
}

短声明变量

在函数中， := 简洁赋值语句在明确类型的地方，可以用于替代 var 定义。
函数外的每个语句都必须以关键字开始( var 、 func 、等等)， :=结构不能使用在函数外。

package main

import "fmt"

func main() {
    var i, j int = 1, 2
    k := 3
    c, python, java := true, false, "no!"

    fmt.println(i, j, k, c, python, java)
}

基本数据类型

go 的基本类型有：

bool

string

int  int8  int16  int32  int64
uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr

byte // uint8 的别名

rune // int32 的别名
     // 代表一个unicode码

float32 float64

complex64 complex128

这个例子演示了具有不同类型的变量。 同时与导入语句一样，变量的定义“打包”在一个语法块中。

int，uint 和 uintptr 类型在32位的系统上一般是32位，而在64位系统上是64位。当你需要使用一个整数类型时，应该首选 int，仅当有特别的理由才使用定长整数类型或者无符号整数类型。

package main

import (
    "fmt"
    "math/cmplx"
)

var (
    tobe   bool       = false
    maxint uint64     = 1<<64 - 1
    z      complex128 = cmplx.sqrt(-5 + 12i)
)

func main() {
    const f = "%t(%v)\n"
    fmt.printf(f, tobe, tobe)
    fmt.printf(f, maxint, maxint)
    fmt.printf(f, z, z)
}

零值

变量在定义时没有明确的初始化时会赋值为 零值 。

零值是：

数值类型为 0 ，
布尔类型为 false ，
字符串为 “” (空字符串)。

package main

import "fmt"

func main() {
    var i int
    var f float64
    var b bool
    var s string
    fmt.printf("%v %v %v %q\n", i, f, b, s)
}

类型转换

表达式t(v) 将值 v 转换为类型 t 。

一些关于数值的转换：

var i int = 42
var f float64 = float64(i)
var u uint = uint(f)

或者，更加简单的形式：

i := 42
f := float64(i)
u := uint(f)

与 c 不同的是 go 的在不同类型之间的项目赋值时需要显式转换。 试着移除例子中 float64 或 int 的转换看看会发生什么。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    var x, y int = 3, 4
    var f float64 = math.sqrt(float64(x*x + y*y))
    var z uint = uint(f)
    fmt.println(x, y, z)
}

类型推导

类型推导
在定义一个变量却并不显式指定其类型时(使用 := 语法或者 var =表达式语法)， 变量的类型由(等号)右侧的值推导得出。

当右值定义了类型时，新变量的类型与其相同：

var i int
j := i // j 也是一个 int

但是当右边包含了未指名类型的数字常量时，新的变量就可能是 int 、 float64 或 complex128 。 这取决于常量的精度：

i := 42           // int
f := 3.142        // float64
g := 0.867 + 0.5i // complex128

尝试修改演示代码中 v 的初始值，并观察这是如何影响其类型的。

package main

import "fmt"

func main() {
    v := 42 // change me!
    fmt.printf("v is of type %t\n", v)
}

常量

常量的定义与变量类似，只不过使用 const 关键字。

常量可以是字符、字符串、布尔或数字类型的值。

常量不能使用 := 语法定义。

package main

import "fmt"

const pi = 3.14

func main() {
    const world = "世界"
    fmt.println("hello", world)
    fmt.println("happy", pi, "day")

    const truth = true
    fmt.println("go rules?", truth)
}

数值常量

数值常量是高精度的值 。
一个未指定类型的常量由上下文来决定其类型。
也尝试一下输出 needint(big) 吧。
(int 可以存放最大64位的整数，根据平台不同有时会更少。)

package main

import "fmt"

const (
    big   = 1 << 100
    small = big >> 99
)

func needint(x int) int { return x*10 + 1 }
func needfloat(x float64) float64 {
    return x * 0.1
}

func main() {
    fmt.println(needint(small))
    fmt.println(needfloat(small))
    fmt.println(needfloat(big))
}

控制流

for

go 只有一种循环结构 —— for 循环。

基本的 for 循环包含三个由分号分开的组成部分：

初始化语句：在第一次循环执行前被执行
循环条件表达式：每轮迭代开始前被求值
后置语句：每轮迭代后被执行
初始化语句一般是一个短变量声明，这里声明的变量仅在整个 for 循环语句可见。

如果条件表达式的值变为 false，那么迭代将终止。

注意：不像 c，java，或者 javascript 等其他语言，for 语句的三个组成部分 并不需要用括号括起来，但循环体必须用{ }括起来。

package main

import "fmt"

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

循环初始化语句和后置语句都是可选的，如下示例代码所示 -

package main

import "fmt"

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

for 是 go 的 “while”

基于此可以省略分号：c 的 while 在 go 中叫做 for 。

package main

import "fmt"

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

死循环

如果省略了循环条件，循环就不会结束，因此可以用更简洁地形式表达死循环。

package main

func main() {
    for {// 无退出条件，变成死循环
    }
}

if

就像 for 循环一样，go 的 if 语句也不要求用( ) 将条件括起来，同时，{ }还是必须有的。

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func sqrt(x float64) string {
    if x < 0 {
        return sqrt(-x) + "i"
    }
    return fmt.sprint(math.sqrt(x))
}

func main() {
    fmt.println(sqrt(2), sqrt(-4))
}

if 的便捷语句

跟 for 语句一样， if 语句可以在条件之前执行一个简单语句。
由这个语句定义的变量的作用域仅在 if 范围之内。
(在最后的 return 语句处使用 v 看看。)

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

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

func main() {
    fmt.println(
        pow(3, 2, 10),
        pow(3, 3, 20),
    )
}

if 和 else

在 if 的便捷语句定义的变量同样可以在任何对应的 else 块中使用。
(提示：两个 pow 调用都在 main 调用 fmt.println 前执行完毕了。)

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

func pow(x, n, lim float64) float64 {
    if v := math.pow(x, n); v < lim {
        return v
    } else {
        fmt.printf("%g >= %g\n", v, lim)
    }
    // 这里开始就不能使用 v 了
    return lim
}

func main() {
    fmt.println(
        pow(3, 2, 10),
        pow(3, 3, 20),
    )
}

switch语句

你可能已经知道 switch 语句会长什么样了。
除非以 fallthrough 语句结束，否则分支会自动终止。

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
)

func main() {
    fmt.print("go runs on ")
    switch os := runtime.goos; os {
    case "darwin":
        fmt.println("os x.")
    case "linux":
        fmt.println("linux.")
    default:
        // freebsd, openbsd,
        // plan9, windows...
        fmt.printf("%s.", os)
    }
}

switch 的执行顺序

switch 的条件从上到下的执行，当匹配成功的时候停止。

(例如，

switch i {
case 0:
case f():
}

当 i==0 时不会调用 f 。)

注意：go playground 中的时间总是从 2009-11-10 23:00:00 utc 开始， 如何校验这个值作为一个练习留给读者完成。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    fmt.println("when's saturday?")
    today := time.now().weekday()
    switch time.saturday {
    case today + 0:
        fmt.println("today.")
    case today + 1:
        fmt.println("tomorrow.")
    case today + 2:
        fmt.println("in two days.")
    default:
        fmt.println("too far away.")
    }
}

没有条件的 switch

没有条件的 switch 同 switch true 一样。
这一构造使得可以用更清晰的形式来编写长的 if-then-else 链。

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    t := time.now()
    switch {
    case t.hour() < 12:
        fmt.println("good morning!")
    case t.hour() < 17:
        fmt.println("good afternoon.")
    default:
        fmt.println("good evening.")
    }
}

defer语句

defer 语句会延迟函数的执行直到上层函数返回。
延迟调用的参数会立刻生成，但是在上层函数返回前函数都不会被调用。

package main

import "fmt"

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

    fmt.println("hello")
}

defer 栈

延迟的函数调用被压入一个栈中。当函数返回时， 会按照后进先出的顺序调用被延迟的函数调用。

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.println("counting")

    for i := 0; i < 10; i++ {
        defer fmt.println(i)
    }

    fmt.println("done")
}

指针

go 具有指针。 指针保存了变量的内存地址。

类型 *t 是指向类型 t的值的指针。其零值是 nil 。

var p *int

& 符号会生成一个指向其作用对象的指针。

i := 42
p = &i

*符号表示指针指向的底层的值。

fmt.println(*p) // 通过指针 p 读取 i
*p = 21         // 通过指针 p 设置 i

这也就是通常所说的“间接引用”或“非直接引用”。
与 c 不同，go 没有指针运算。

package main

import "fmt"

func main() {
    i, j := 42, 2701

    p := &i         // point to i
    fmt.println(*p) // read i through the pointer
    *p = 21         // set i through the pointer
    fmt.println(i)  // see the new value of i

    p = &j         // point to j
    *p = *p / 37   // divide j through the pointer
    fmt.println(j) // see the new value of j
}

结构体

一个结构体( struct )就是一个字段的集合。(而 type 的含义跟其字面意思相符。)

package main

import "fmt"

type vertex struct {
    x int
    y int
}

func main() {
    fmt.println(vertex{1, 2})
}

结构体字段

结构体字段使用点号来访问。

package main

import "fmt"

type vertex struct {
    x int
    y int
}

func main() {
    v := vertex{1, 2}
    v.x = 4
    fmt.println(v.x)
}

结构体指针

结构体字段可以通过结构体指针来访问。
通过指针间接的访问是透明的。

package main

import "fmt"

type vertex struct {
    x int
    y int
}

func main() {
    v := vertex{1, 2}
    p := &v
    p.x = 1e9
    fmt.println(v)
}

结构体符文

结构体符文表示通过结构体字段的值作为列表来新分配一个结构体。
使用 name: 语法可以仅列出部分字段。(字段名的顺序无关。)
特殊的前缀 & 返回一个指向结构体的指针。

package main

import "fmt"

type vertex struct {
    x, y int
}

var (
    v1 = vertex{1, 2}  // 类型为 vertex
    v2 = vertex{x: 1}  // y:0 被省略
    v3 = vertex{}      // x:0 和 y:0
    p  = &vertex{1, 2} // 类型为 *vertex
)

func main() {
    fmt.println(v1, p, v2, v3)
}

数组

类型 [n]t 是一个有 n 个类型为 t 的值的数组。

表达式

var a [10]int

定义变量 a 是一个有十个整数的数组。

数组的长度是其类型的一部分，因此数组不能改变大小。这看起来是一个制约，但是请不要担心； go 提供了更加便利的方式来使用数组。

切片(slice)

一个 slice 会指向一个序列的值，并且包含了长度信息。

[]t 是一个元素类型为 t 的 切片(slice)。

len(s)返回 slice s的长度。

package main

import "fmt"

func main() {
    s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
    fmt.println("s ==", s)

    for i := 0; i < len(s); i++ {
        fmt.printf("s[%d] == %d\n", i, s[i])
    }
}

切片(slice)的切片

切片(slice)可以包含任意的类型，包括另一个 slice。

package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

func main() {
    // create a tic-tac-toe board.
    game := [][]string{
        []string{"_", "_", "_"},
        []string{"_", "_", "_"},
        []string{"_", "_", "_"},
    }

    // the players take turns.
    game[0][0] = "x"
    game[2][2] = "o"
    game[2][0] = "x"
    game[1][0] = "o"
    game[0][2] = "x"

    printboard(game)
}

func printboard(s [][]string) {
    for i := 0; i < len(s); i++ {
        fmt.printf("%s\n", strings.join(s[i], " "))
    }
}

对 slice 切片

slice 可以重新切片，创建一个新的 slice 值指向相同的数组。

表达式

s[lo:hi]

表示从 lo 到 hi-1 的 slice 元素，含前端，不包含后端。因此

s[lo:lo]

是空的，而

s[lo:lo+1]

有一个元素。

package main

import "fmt"

func main() {
    s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
    fmt.println("s ==", s)
    fmt.println("s[1:4] ==", s[1:4])

    // 省略下标代表从 0 开始
    fmt.println("s[:3] ==", s[:3])

    // 省略上标代表到 len(s) 结束
    fmt.println("s[4:] ==", s[4:])
}

构造 slice

slice 由函数 make 创建。这会分配一个全是零值的数组并且返回一个 slice 指向这个数组：

a := make([]int, 5)  // len(a)=5

为了指定容量，可传递第三个参数到 make：

b := make([]int, 0, 5) // len(b)=0, cap(b)=5

b = b[:cap(b)] // len(b)=5, cap(b)=5
b = b[1:]      // len(b)=4, cap(b)=4

参考以下示例代码 -

package main

import "fmt"

func main() {
    a := make([]int, 5)
    printslice("a", a)
    b := make([]int, 0, 5)
    printslice("b", b)
    c := b[:2]
    printslice("c", c)
    d := c[2:5]
    printslice("d", d)
}

func printslice(s string, x []int) {
    fmt.printf("%s len=%d cap=%d %v\n",
        s, len(x), cap(x), x)
}

nil slice

slice 的零值是 nil 。

一个 nil 的 slice 的长度和容量是 0。

package main

import "fmt"

func main() {
    var z []int
    fmt.println(z, len(z), cap(z))
    if z == nil {
        fmt.println("nil!")
    }
}

向 slice 添加元素

向 slice 的末尾添加元素是一种常见的操作，因此 go 提供了一个内建函数 append 。 内建函数的文档对 append 有详细介绍。

func append(s []t, vs ...t) []t

append 的第一个参数 s 是一个元素类型为 t 的 slice ，其余类型为 t 的值将会附加到该 slice 的末尾。

append 的结果是一个包含原 slice 所有元素加上新添加的元素的 slice。

如果 s 的底层数组太小，而不能容纳所有值时，会分配一个更大的数组。 返回的 slice 会指向这个新分配的数组。

package main

import "fmt"

func main() {
    var a []int
    printslice("a", a)

    // append works on nil slices.
    a = append(a, 0)
    printslice("a", a)

    // the slice grows as needed.
    a = append(a, 1)
    printslice("a", a)

    // we can add more than one element at a time.
    a = append(a, 2, 3, 4)
    printslice("a", a)
}

func printslice(s string, x []int) {
    fmt.printf("%s len=%d cap=%d %v\n",
        s, len(x), cap(x), x)
}

范围(range)

for 循环的 range 格式可以对 slice 或者 map 进行迭代循环。

当使用 for 循环遍历一个 slice 时，每次迭代 range 将返回两个值。 第一个是当前下标(序号)，第二个是该下标所对应元素的一个拷贝。

package main

import "fmt"

var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}

func main() {
    for i, v := range pow {
        fmt.printf("2**%d = %d\n", i, v)
    }
}

可以通过赋值给 _ 来忽略序号和值。

如果只需要索引值，去掉 “ , value ” 的部分即可。

package main

import "fmt"

func main() {
    pow := make([]int, 10)
    for i := range pow {
        pow[i] = 1 << uint(i)
    }
    for _, value := range pow {
        fmt.printf("%d\n", value)
    }
}