Go语言圣经阅读-第一周

第一章　入门

本章介绍Go语言的基础组件。本章提供了足够的信息和示例程序，希望可以帮你尽快入门，写出有用的程序。本章和之后章节的示例程序都针对你可能遇到的现实案例。先了解几个Go程序，涉及的主题从简单的文件处理、图像处理到互联网客户端和服务端并发。当然，第一章不会解释细枝末节，但用这些程序来学习一门新语言还是很有效的。

学习一门新语言时，会有一种自然的倾向，按照自己熟悉的语言的套路写新语言程序。学习Go语言的过程中，请警惕这种想法，尽量别这么做。我们会演示怎么写好Go语言程序，所以，请使用本书的代码作为你自己写程序时的指南。

1.1. Hello, World

我们以现已成为传统的“hello world”案例来开始吧，这个例子首次出现于1978年出版的C语言圣经《The C Programming Language》（译注：本书作者之一Brian W. Kernighan也是《The C Programming Language》一书的作者）。C语言是直接影响Go语言设计的语言之一。这个例子体现了Go语言一些核心理念。

gopl.io/ch1/helloworld

package main

import "fmt"

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

Go是一门编译型语言，Go语言的工具链将源代码及其依赖转换成计算机的机器指令（译注：静态编译）。Go语言提供的工具都通过一个单独的命令go调用，go命令有一系列子命令。最简单的一个子命令就是run。这个命令编译一个或多个以.go结尾的源文件，链接库文件，并运行最终生成的可执行文件。（本书使用$表示命令行提示符。）

$ go run helloworld.go

毫无意外，这个命令会输出：

Hello, 世界

1.2. 命令行参数

大多数的程序都是处理输入，产生输出；这也正是“计算”的定义。但是，程序如何获取要处理的输入数据呢？一些程序生成自己的数据，但通常情况下，输入来自于程序外部：文件、网络连接、其它程序的输出、敲键盘的用户、命令行参数或其它类似输入源。下面几个例子会讨论其中几个输入源，首先是命令行参数。

os包以跨平台的方式，提供了一些与操作系统交互的函数和变量。程序的命令行参数可从os包的Args变量获取；os包外部使用os.Args访问该变量。

os.Args变量是一个字符串（string）的切片（slice）（译注：slice和Python语言中的切片类似，是一个简版的动态数组），切片是Go语言的基础概念，稍后详细介绍。现在先把切片s当作数组元素序列，序列的长度动态变化，用s[i]访问单个元素，用s[m:n]获取子序列（译注：和python里的语法差不多）。序列的元素数目为len(s)。和大多数编程语言类似，区间索引时，Go言里也采用左闭右开形式，即，区间包括第一个索引元素，不包括最后一个，因为这样可以简化逻辑。（译注：比如a = [1, 2, 3, 4, 5], a[0:3] = [1, 2, 3]，不包含最后一个元素）。比如s[m:n]这个切片，0 ≤ m ≤ n ≤ len(s)，包含n-m个元素。

 

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	str := os.Args[1:]
	fmt.Println(str)

	for index, value := range str {
		fmt.Printf("index = %d, value = %s \n", index, value)
	}
}

 

 

 

第二章　程序结构

Go语言和其他编程语言一样，一个大的程序是由很多小的基础构件组成的。变量保存值，简单的加法和减法运算被组合成较复杂的表达式。基础类型被聚合为数组或结构体等更复杂的数据结构。然后使用if和for之类的控制语句来组织和控制表达式的执行流程。然后多个语句被组织到一个个函数中，以便代码的隔离和复用。函数以源文件和包的方式被组织。

我们已经在前面章节的例子中看到了很多例子。在本章中，我们将深入讨论Go程序基础结构方面的一些细节。每个示例程序都是刻意写的简单，这样我们可以减少复杂的算法或数据结构等不相关的问题带来的干扰，从而可以专注于Go语言本身的学习。

 

2.1. 命名

Go语言中的函数名、变量名、常量名、类型名、语句标号和包名等所有的命名，都遵循一个简单的命名规则：一个名字必须以一个字母（Unicode字母）或下划线开头，后面可以跟任意数量的字母、数字或下划线。大写字母和小写字母是不同的：heapSort和Heapsort是两个不同的名字。

Go语言中类似if和switch的关键字有25个；关键字不能用于自定义名字，只能在特定语法结构中使用。

break      default       func     interface   select
case       defer         go       map         struct
chan       else          goto     package     switch
const      fallthrough   if       range       type
continue   for           import   return      var

此外，还有大约30多个预定义的名字，比如int和true等，主要对应内建的常量、类型和函数。

内建常量: true false iota nil

内建类型: int int8 int16 int32 int64
          uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr
          float32 float64 complex128 complex64
          bool byte rune string error

内建函数: make len cap new append copy close delete
          complex real imag
          panic recover

这些内部预先定义的名字并不是关键字，你可以在定义中重新使用它们。在一些特殊的场景中重新定义它们也是有意义的，但是也要注意避免过度而引起语义混乱。

 

 

 

2.2. 声明

声明语句定义了程序的各种实体对象以及部分或全部的属性。Go语言主要有四种类型的声明语句：var、const、type和func，分别对应变量、常量、类型和函数实体对象的声明。这一章我们重点讨论变量和类型的声明，第三章将讨论常量的声明，第五章将讨论函数的声明。

一个Go语言编写的程序对应一个或多个以.go为文件后缀名的源文件。每个源文件中以包的声明语句开始，说明该源文件是属于哪个包。包声明语句之后是import语句导入依赖的其它包，然后是包一级的类型、变量、常量、函数的声明语句，包一级的各种类型的声明语句的顺序无关紧要（译注：函数内部的名字则必须先声明之后才能使用）。例如，下面的例子中声明了一个常量、一个函数和两个变量：

gopl.io/ch2/boiling

// Boiling prints the boiling point of water.
package main

import "fmt"

const boilingF = 212.0

func main() {
    var f = boilingF
    var c = (f - 32) * 5 / 9
    fmt.Printf("boiling point = %g°F or %g°C\n", f, c)
    // Output:
    // boiling point = 212°F or 100°C
}

其中常量boilingF是在包一级范围声明语句声明的，然后f和c两个变量是在main函数内部声明的声明语句声明的。在包一级声明语句声明的名字可在整个包对应的每个源文件中访问，而不是仅仅在其声明语句所在的源文件中访问。相比之下，局部声明的名字就只能在函数内部很小的范围被访问。

一个函数的声明由一个函数名字、参数列表（由函数的调用者提供参数变量的具体值）、一个可选的返回值列表和包含函数定义的函数体组成。如果函数没有返回值，那么返回值列表是省略的。执行函数从函数的第一个语句开始，依次顺序执行直到遇到return返回语句，如果没有返回语句则是执行到函数末尾，然后返回到函数调用者。

我们已经看到过很多函数声明和函数调用的例子了，在第五章将深入讨论函数的相关细节，这里只简单解释下。下面的fToC函数封装了温度转换的处理逻辑，这样它只需要被定义一次，就可以在多个地方多次被使用。在这个例子中，main函数就调用了两次fToC函数，分别使用在局部定义的两个常量作为调用函数的参数。

 

 

2.3. 变量

var声明语句可以创建一个特定类型的变量，然后给变量附加一个名字，并且设置变量的初始值。变量声明的一般语法如下：

var 变量名字 类型 = 表达式

其中“类型”或“= 表达式”两个部分可以省略其中的一个。如果省略的是类型信息，那么将根据初始化表达式来推导变量的类型信息。如果初始化表达式被省略，那么将用零值初始化该变量。 数值类型变量对应的零值是0，布尔类型变量对应的零值是false，字符串类型对应的零值是空字符串，接口或引用类型（包括slice、指针、map、chan和函数）变量对应的零值是nil。数组或结构体等聚合类型对应的零值是每个元素或字段都是对应该类型的零值。

零值初始化机制可以确保每个声明的变量总是有一个良好定义的值，因此在Go语言中不存在未初始化的变量。这个特性可以简化很多代码，而且可以在没有增加额外工作的前提下确保边界条件下的合理行为。例如：

var s string
fmt.Println(s) // ""

这段代码将打印一个空字符串，而不是导致错误或产生不可预知的行为。Go语言程序员应该让一些聚合类型的零值也具有意义，这样可以保证不管任何类型的变量总是有一个合理有效的零值状态。

也可以在一个声明语句中同时声明一组变量，或用一组初始化表达式声明并初始化一组变量。如果省略每个变量的类型，将可以声明多个类型不同的变量（类型由初始化表达式推导）：

var i, j, k int                 // int, int, int
var b, f, s = true, 2.3, "four" // bool, float64, string

初始化表达式可以是字面量或任意的表达式。在包级别声明的变量会在main入口函数执行前完成初始化（§2.6.2），局部变量将在声明语句被执行到的时候完成初始化。

一组变量也可以通过调用一个函数，由函数返回的多个返回值初始化：

var f, err = os.Open(name) // os.Open returns a file and an error