A Tour of Go练习题汇总

以太坊客户端是用Go语言写的，所以首先要学会Go语言。

目前为止看到的最好的教程是下面这个网站：https://tour.golang.org

花上一天时间学习，Go语言的方方面面基本上心里就有数了。教程中间还穿插了几个练习题，比较有意思，摘出来汇总到这篇文章里。

1. fibonacci的三种写法

孔乙己的“回”字有三种写法，教程里也有三种不同的生成fibonacci数列的方法。

第一种：使用函数闭包实现，相比Java/C/C++，代码非常简洁

func fibonacci() func() int {
	x, y := 1, 0
	return func() int {
		x, y = y, x+y
		return x
	}
}

func main() {
	f := fibonacci()
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(f())
	}
}

第二种：使用channel实现，也就是把所有结果先送到channel中，然后再依次读出来

func fibonacci2(n int, c chan int) {
	x, y := 1, 0
	for i := 0; i < n; i++ {
		x, y = y, x+y
		c <- x
	}
	close(c)
}

func main() {
	c := make(chan int, 10)
	go fibonacci2(cap(c), c)
	for v := range c {
		fmt.Println(v)
	}
}

第三种：使用select方式实现，其实还是使用channel，只不过是用select来监测channel的状态

func fibonacci3(c, quit chan int) {
	x, y := 0, 1
	for {
		select {
		case c <- x:
			x, y = y, x+y
		case <-quit:
			fmt.Println("quit")
			return
		}
	}
}

func main() {
	c := make(chan int)
	quit := make(chan int)
	go func() {
		for i := 0; i < 10; i++ {
			fmt.Println(<-c)
		}
		quit <- 0
	}()

	fibonacci3(c, quit)
}

2. rot13Reader字符加密

rot13是一种简单的字符加密算法，也就是把每个字符向后移动13位，具体参见下图：

上面的图只画了大写字母的情况，小写字母也是一样。这道题可以练习一下Go里面比较新颖的switch写法：

package main

import (
	"io"
	"os"
	"strings"
)

type rot13Reader struct {
	r io.Reader
}

func (r13 *rot13Reader) Read(b []byte) (int, error) {
	n, err := r13.r.Read(b)
	if err == io.EOF {
		return 0, io.EOF
	}
	
	for i, c := range b {
		switch {
			case c < 'N':
				b[i] = c + 13
			case c <= 'Z':
				b[i] = c - 13
			case c < 'n':
				b[i] = c + 13
			case c <= 'z':
				b[i] = c - 13
			default:
				b[i] = c
		}
	}
	
	return n, nil
}

func main() {
	s := strings.NewReader("Lbh penpxrq gur pbqr!")
	r := rot13Reader{s}
	io.Copy(os.Stdout, &r)
}

可以看到，如果switch后面什么都不加，条件判断就全部进入了case中，是不是非常方便？这样就不需要写很多if-else语句了，逻辑也比较清晰。

3. 比较二叉平衡树内容是否相同

这道题可以练习一下二叉树的遍历、channel的状态测试等知识点：

package main

import "fmt"
import "golang.org/x/tour/tree"

// Walk walks the tree t sending all values
// from the tree to the channel ch.
func Walk(t *tree.Tree, ch chan int) {
	WalkInternal(t, ch)
	close(ch)
}

func WalkInternal(t *tree.Tree, ch chan int) {
	if t != nil {
		WalkInternal(t.Left, ch)
		ch <- t.Value
		WalkInternal(t.Right, ch)
	}
}

// Same determines whether the trees
// t1 and t2 contain the same values.
func Same(t1, t2 *tree.Tree) bool {
	c1, c2 := make(chan int), make(chan int)
	
	go Walk(t1, c1)
	go Walk(t2, c2)
	
	for {
		v1, ok1 := <-c1
		v2, ok2 := <-c2
		
		if ok1 != ok2 || v1 != v2 {
			return false
		}
		
		if ok1 == false {
			break
		}
	}
	
	return true
}

func main() {
	ch := make(chan int)
	go Walk(tree.New(1), ch)
	for i := range ch {
		fmt.Println(i)
	}
	
	fmt.Println(Same(tree.New(1), tree.New(1)))
	fmt.Println(Same(tree.New(1), tree.New(2)))
}

4. 网络爬虫性能优化

这是一个fake的网络爬虫，数据是通过一个map提供的，并不是真的去网络上爬取。性能优化的目标有2个：

a) 每个URL只需要被爬取一次

b) 并行爬取多个URL

第2个目标实现很简单，URL爬取是一个循环，只需要在爬取函数前面加上go关键字，创建多个线程来爬取就可以了。

第1个目标实现需要通过一个map来记录已爬取过的URL，需要注意的是map不是线程安全的，需要用mutex进行保护。

优化后的代码如下：

package main

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

type Fetcher interface {
	// Fetch returns the body of URL and
	// a slice of URLs found on that page.
	Fetch(url string) (body string, urls []string, err error)
}

// Crawl uses fetcher to recursively crawl
// pages starting with url, to a maximum of depth.
func Crawl(url string, depth int, fetcher Fetcher) {
	// TODO: Fetch URLs in parallel.
	// TODO: Don't fetch the same URL twice.
	// This implementation doesn't do either:
	if depth <= 0 {
		return
	}
	
	if cache.has(url) {
		fmt.Println("Hit cache")
		return
	}
	
	body, urls, err := fetcher.Fetch(url)
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	fmt.Printf("found: %s %q\n", url, body)
	
	for _, u := range urls {
		go Crawl(u, depth-1, fetcher)
	}
	return
}

type Cache struct {
	cache map[string]bool
	mutex sync.Mutex
}

func (cache *Cache) add(url string) {
	cache.mutex.Lock()
	cache.cache[url] = true
	cache.mutex.Unlock()
}

func (cache *Cache) has(url string) bool {
	cache.mutex.Lock()
	defer cache.mutex.Unlock()
	_, ok := cache.cache[url]
	if !ok {
		cache.cache[url] = true
	}
	return ok
}

var cache Cache = Cache{
	cache: make(map[string]bool),
}

func main() {
	Crawl("https://golang.org/", 4, fetcher)
	time.Sleep(2000 * time.Millisecond)
}

// fakeFetcher is Fetcher that returns canned results.
type fakeFetcher map[string]*fakeResult

type fakeResult struct {
	body string
	urls []string
}

func (f fakeFetcher) Fetch(url string) (string, []string, error) {
	if res, ok := f[url]; ok {
		return res.body, res.urls, nil
	}
	return "", nil, fmt.Errorf("not found: %s", url)
}

// fetcher is a populated fakeFetcher.
var fetcher = fakeFetcher{
	"https://golang.org/": &fakeResult{
		"The Go Programming Language",
		[]string{
			"https://golang.org/pkg/",
			"https://golang.org/cmd/",
		},
	},
	"https://golang.org/pkg/": &fakeResult{
		"Packages",
		[]string{
			"https://golang.org/",
			"https://golang.org/cmd/",
			"https://golang.org/pkg/fmt/",
			"https://golang.org/pkg/os/",
		},
	},
	"https://golang.org/pkg/fmt/": &fakeResult{
		"Package fmt",
		[]string{
			"https://golang.org/",
			"https://golang.org/pkg/",
		},
	},
	"https://golang.org/pkg/os/": &fakeResult{
		"Package os",
		[]string{
			"https://golang.org/",
			"https://golang.org/pkg/",
		},
	},
}

总体来说，Go语言是一种非常简洁的语言，相比Java/C/C++，可以用更少的代码实现复杂的功能。也许这也是以太坊选用Go作为开发语言的原因之一吧～

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