Go 语法速览与实践清单(V0.5)
Go CheatSheet 是对于 Go 学习/实践过程中的语法与技巧进行盘点，其属于 Awesome CheatSheet 系列，致力于提升学习速度与研发效能，即可以将其当做速查手册，也可以作为轻量级的入门学习资料。 本文参考了许多优秀的文章与代码示范，统一声明在了 Go Links；如果希望深入了解某方面的内容，可以继续阅读 Go 开发：语法基础与工程实践，或者前往 coding-snippets/go 查看使用 Go 解决常见的数据结构与算法、设计模式、业务功能方面的代码实现。
环境配置与语法基础
可以前往这里下载 Go SDK 安装包，或者使用 brew 等包管理器安装。go 命令依赖于 $GOPATH 环境变量进行代码组织，多项目情况下也可以使用 ln 进行目录映射以方便进行项目管理。GOPATH 允许设置多个目录，每个目录都会包含三个子目录：src 用于存放源代码，pkg 用于存放编译后生成的文件，bin 用于存放编译后生成的可执行文件。
环境配置完毕后，可以使用 go get 获取依赖，go run 运行程序，go build 来编译项目生成与包名（文件夹名）一致的可执行文件。Golang 1.8 之后支持 dep 依赖管理工具，对于空的项目使用 dep init 初始化依赖配置，其会生成 Gopkg.toml Gopkg.lock vendor/ 这三个文件（夹）。
我们可以使用 dep ensure -add github.com/pkg/errors 添加依赖，运行之后，其会在 toml 文件中添加如下锁：
[[constraint]]
name = "github.com/pkg/errors"
version = "0.8.0"
复制代码简单的 Go 中 Hello World 代码如下：
package main
import "fmt"
func main() {
fmt.Println("hello world")
}
复制代码也可以使用 Beego 实现简单的 HTTP 服务器：
package main
import "github.com/astaxie/beego"
func main() {
beego.Run()
}
复制代码Go 并没有相对路径引入，而是以文件夹为单位定义模块，譬如我们新建名为 math 的文件夹，然后使用 package math 来声明该文件中函数所属的模块。
import (
mongo "mywebapp/libs/mongodb/db" // 对引入的模块重命名
_ "mywebapp/libs/mysql/db" // 使用空白下划线表示仅调用其初始化函数
)
复制代码外部引用该模块是需要使用工作区间或者 vendor 相对目录，其目录索引情况如下：
cannot find package "sub/math" in any of:
${PROJECTROOT}/vendor/sub/math (vendor tree)
/usr/local/Cellar/go/1.10/libexec/src/sub/math (from $GOROOT)
${GOPATH}/src/sub/math (from $GOPATH)
复制代码Go 规定每个源文件的首部需要进行包声明，可执行文件默认放在 main 包中；而各个包中默认首字母大写的函数作为其他包可见的导出函数，而小写函数则默认外部不可见的私有函数。
表达式与控制流
变量声明与赋值
作为强类型静态语言，Go 允许我们在变量之后标识数据类型，也为我们提供了自动类型推导的功能。
// 声明三个变量，皆为 bool 类型
var c, python, java bool
// 声明不同类型的变量，并且赋值
var i bool, j int = true, 2
// 复杂变量声明
var (
ToBe bool = false
MaxInt uint64 = 1<<64 - 1
z complex128 = cmplx.Sqrt(-5 + 12i)
)
// 短声明变量
c, python, java := true, false, "no!"
// 声明常量
const constant = "This is a constant"
复制代码在 Go 中，如果我们需要比较两个复杂对象的相似性，可以使用 reflect.DeepEqual 方法：
m1 := map[string]int{
"a":1,
"b":2,
}
m2 := map[string]int{
"a":1,
"b":2,
}
fmt.Println(reflect.DeepEqual(m1, m2))
复制代码条件判断
Go 提供了增强型的 if 语句进行条件判断：
// 基础形式
if x > 0 {
return x
} else {
return -x
}
// 条件判断之前添加自定义语句
if a := b + c; a < 42 {
return a
} else {
return a - 42
}
// 常用的类型判断
var val interface{}
val = "foo"
if str, ok := val.(string); ok {
fmt.Println(str)
}
复制代码Go 也支持使用 Switch 语句：
// 基础格式
switch operatingSystem {
case "darwin":
fmt.Println("Mac OS Hipster")
// 默认 break，不需要显式声明
case "linux":
fmt.Println("Linux Geek")
default:
// Windows, BSD, ...
fmt.Println("Other")
}
// 类似于 if，可以在条件之前添加自定义语句
switch os := runtime.GOOS; os {
case "darwin": ...
}
// 使用 switch 语句进行类型判断：
switch v := anything.(type) {
case string:
fmt.Println(v)
case int32, int64:
...
default:
fmt.Println("unknown")
}
复制代码Switch 中也支持进行比较：
number := 42
switch {
case number < 42:
fmt.Println("Smaller")
case number == 42:
fmt.Println("Equal")
case number > 42:
fmt.Println("Greater")
}
复制代码或者进行多条件匹配：
var char byte = '?'
switch char {
case ' ', '?', '&', '=', '#', '+', '%':
fmt.Println("Should escape")
}
复制代码循环
Go 支持使用 for 语句进行循环，不存在 while 或者 until:
for i := 1; i < 10; i++ {
}
// while - loop
for ; i < 10; {
}
// 单条件情况下可以忽略分号
for i < 10 {
}
// ~ while (true)
for {
}
复制代码我们也可以使用 range 函数，对于 Arrays 与 Slices 进行遍历:
// loop over an array/a slice
for i, e := range a {
// i 表示下标，e 表示元素
}
// 仅需要元素
for _, e := range a {
// e is the element
}
// 或者仅需要下标
for i := range a {
}
// 定时执行
for range time.Tick(time.Second) {
// do it once a sec
}
复制代码Function: 函数
定义，参数与返回值
// 简单函数定义
func functionName() {}
// 含参函数定义
func functionName(param1 string, param2 int) {}
// 多个相同类型参数的函数定义
func functionName(param1, param2 int) {}
// 函数表达式定义
add := func(a, b int) int {
return a + b
}
复制代码Go 支持函数的最后一个参数使用 ... 设置为不定参数，即可以传入一个或多个参数值：
func adder(args ...int) int {
total := 0
for _, v := range args { // Iterates over the arguments whatever the number.
total += v
}
return total
}
adder(1, 2, 3) // 6
adder(9, 9) // 18
nums := []int{10, 20, 30}
adder(nums...) // 60
复制代码我们也可以使用 Function Stub 作为函数参数传入，以实现回调函数的功能：
func Filter(s []int, fn func(int) bool) []int {
var p []int // == nil
for _, v := range s {
if fn(v) {
p = append(p, v)
}
}
return p
}
复制代码虽然 Go 不是函数式语言，但是也可以用其实现柯里函数（Currying Function）:
func add(x, y int) int {
return x+ y
}
func adder(x int) (func(int) int) {
return func(y int) int {
return add(x, y)
}
}
func main() {
add3 := adder(3)
fmt.Println(add3(4)) // 7
}
复制代码Go 支持多个返回值：
// 返回单个值
func functionName() int {
return 42
}
// 返回多个值
func returnMulti() (int, string) {
return 42, "foobar"
}
var x, str = returnMulti()
// 命名返回多个值
func returnMulti2() (n int, s string) {
n = 42
s = "foobar"
// n and s will be returned
return
}
var x, str = returnMulti2()
复制代码闭包: Closure
Go 同样支持词法作用域与变量保留，因此我们可以使用闭包来访问函数定义处外层的变量：
func scope() func() int{
outer_var := 2
foo := func() int { return outer_var}
return foo
}
复制代码闭包中并不能够直接修改外层变量，而是会自动重定义新的变量值：
func outer() (func() int, int) {
outer_var := 2
inner := func() int {
outer_var += 99
return outer_var // => 101 (but outer_var is a newly redefined
}
return inner, outer_var // => 101, 2 (outer_var is still 2, not mutated by inner!)
}
复制代码函数执行
Go 中提供了 defer 关键字，允许将某个语句的执行推迟到函数返回语句之前：
func read(...) (...) {
f, err := os.Open(file)
...
defer f.Close()
...
return .. // f will be closed
复制代码异常处理
Go 语言中并不存在 try-catch 等异常处理的关键字，对于那些可能返回异常的函数，只需要在函数返回值中添加额外的 Error 类型的返回值：
type error interface {
Error() string
}
复制代码某个可能返回异常的函数调用方式如下：
import (
"fmt"
"errors"
)
func main() {
result, err:= Divide(2,0)
if err != nil {
fmt.Println(err)
}else {
fmt.Println(result)
}
}
func Divide(value1 int,value2 int)(int, error) {
if(value2 == 0){
return 0, errors.New("value2 mustn't be zero")
}
return value1/value2 , nil
}
复制代码Go 还为我们提供了 panic 函数，所谓 panic，即是未获得预期结果，常用于抛出异常结果。譬如当我们获得了某个函数返回的异常，却不知道如何处理或者不需要处理时，可以直接通过 panic 函数中断当前运行，打印出错误信息、Goroutine 追踪信息，并且返回非零的状态码：
_, err := os.Create("/tmp/file")
if err != nil {
panic(err)
}
复制代码数据类型与结构
类型绑定与初始化
Go 中的 type 关键字能够对某个类型进行重命名：
// IntSlice 并不等价于 []int，但是可以利用类型转换进行转换
type IntSlice []int
a := IntSlice{1, 2}
复制代码可以使用 T(v) 或者 obj.(T) 进行类型转换，obj.(T) 仅针对 interface{} 类型起作用：
t := obj.(T) // if obj is not T, error
t, ok := obj.(T) // if obj is not T, ok = false
// 类型转换与判断
str, ok := val.(string);
复制代码基本数据类型
interface {} // ~ java Object
bool // true/false
string
int8 int16 int32 int64
int // =int32 on 32-bit, =int64 if 64-bit OS
uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr
uint
byte // alias for uint8
rune // alias for int32, represents a Unicode code point
float32 float64
复制代码字符串
// 多行字符串声明
hellomsg := `
"Hello" in Chinese is 你好 ('Ni Hao')
"Hello" in Hindi is नमस्ते ('Namaste')
`
复制代码格式化字符串：
fmt.Println("Hello, 你好, नमस्ते, Привет, ᎣᏏᏲ") // basic print, plus newline
p := struct { X, Y int }{ 17, 2 }
fmt.Println( "My point:", p, "x coord=", p.X ) // print structs, ints, etc
s := fmt.Sprintln( "My point:", p, "x coord=", p.X ) // print to string variable
fmt.Printf("%d hex:%x bin:%b fp:%f sci:%e",17,17,17,17.0,17.0) // c-ish format
s2 := fmt.Sprintf( "%d %f", 17, 17.0 ) // formatted print to string variable
复制代码序列类型
Array 与 Slice 都可以用来表示序列数据，二者也有着一定的关联。
Array
其中 Array 用于表示固定长度的，相同类型的序列对象，可以使用如下形式创建：
[N]Type
[N]Type{value1, value2, ..., valueN}
// 由编译器自动计算数目
[...]Type{value1, value2, ..., valueN}
复制代码其具体使用方式为：
// 数组声明
var a [10]int
// 赋值
a[3] = 42
// 读取
i := a[3]
// 声明与初始化
var a = [2]int{1, 2}
a := [2]int{1, 2}
a := [...]int{1, 2}
复制代码Go 内置了 len 与 cap 函数，用于获取数组的尺寸与容量：
var arr = [3]int{1, 2, 3}
arr := [...]int{1, 2, 3}
len(arr) // 3
cap(arr) // 3
复制代码不同于 C/C++ 中的指针（Pointer）或者 Java 中的对象引用（Object Reference），Go 中的 Array 只是值（Value）。这也就意味着，当进行数组拷贝，或者函数调用中的参数传值时，会复制所有的元素副本，而非仅仅传递指针或者引用。显而易见，这种复制的代价会较为昂贵。
Slice
Slice 为我们提供了更为灵活且轻量级地序列类型操作，可以使用如下方式创建 Slice:
// 使用内置函数创建
make([]Type, length, capacity)
make([]Type, length)
// 声明为不定长度数组
[]Type{}
[]Type{value1, value2, ..., valueN}
// 对现有数组进行切片转换
array[:]
array[:2]
array[2:]
array[2:3]
复制代码不同于 Array，Slice 可以看做更为灵活的引用类型（Reference Type），它并不真实地存放数组值，而是包含数组指针（ptr），len，cap 三个属性的结构体。换言之，Slice 可以看做对于数组中某个段的描述，包含了指向数组的指针，段长度，以及段的最大潜在长度，其结构如下图所示：
// 创建 len 为 5，cap 为 5 的 Slice
s := make([]byte, 5)
// 对 Slice 进行二次切片，此时 len 为 2，cap 为 3
s = s[2:4]
// 恢复 Slice 的长度
s = s[:cap(s)]
复制代码需要注意的是， 切片操作并不会真实地复制 Slice 中值，只是会创建新的指向原数组的指针，这就保证了切片操作和操作数组下标有着相同的高效率。不过如果我们修改 Slice 中的值，那么其会 真实修改底层数组中的值，也就会体现到原有的数组中：
d := []byte{'r', 'o', 'a', 'd'}
e := d[2:]
// e == []byte{'a', 'd'}
e[1] = 'm'
// e == []byte{'a', 'm'}
// d == []byte{'r', 'o', 'a', 'm'}
复制代码Go 提供了内置的 append 函数，来动态为 Slice 添加数据，该函数会返回新的切片对象，包含了原始的 Slice 中值以及新增的值。如果原有的 Slice 的容量不足以存放新增的序列，那么会自动分配新的内存：
// len=0 cap=0 []
var s []int
// len=1 cap=2 [0]
s = append(s, 0)
// len=2 cap=2 [0 1]
s = append(s, 1)
// len=5 cap=8 [0 1 2 3 4]
s = append(s, 2, 3, 4)
// 使用 ... 来自动展开数组
a := []string{"John", "Paul"}
b := []string{"George", "Ringo", "Pete"}
a = append(a, b...) // equivalent to "append(a, b[0], b[1], b[2])"
// a == []string{"John", "Paul", "George", "Ringo", "Pete"}
复制代码我们也可以使用内置的 copy 函数，进行 Slice 的复制，该函数支持对于不同长度的 Slice 进行复制，其会自动使用最小的元素数目。同时，copy 函数还能够自动处理使用了相同的底层数组之间的 Slice 复制，以避免额外的空间浪费。
func copy(dst, src []T) int
// 申请较大的空间容量
t := make([]byte, len(s), (cap(s)+1)*2)
copy(t, s)
s = t
复制代码映射类型
var m map[string]int
m = make(map[string]int)
m["key"] = 42
// 删除某个键
delete(m, "key")
// 测试该键对应的值是否存在
elem, has_value := m["key"]
// map literal
var m = map[string]Vertex{
"Bell Labs": {40.68433, -74.39967},
"Google": {37.42202, -122.08408},
}
复制代码Struct & Interface: 结构体与接口
Struct: 结构体
Go 语言中并不存在类的概念，只有结构体，结构体可以看做属性的集合，同时可以为其定义方法。
// 声明结构体
type Vertex struct {
// 结构体的属性，同样遵循大写导出，小写私有的原则
X, Y int
z bool
}
// 也可以声明隐式结构体
point := struct {
X, Y int
}{1, 2}
// 创建结构体实例
var v = Vertex{1, 2}
// 读取或者设置属性
v.X = 4;
// 显示声明键
var v = Vertex{X: 1, Y: 2}
// 声明数组
var v = []Vertex{{1,2},{5,2},{5,5}}
复制代码方法的声明也非常简洁，只需要在 func 关键字与函数名之间声明结构体指针即可，该结构体会在不同的方法间进行复制：
func (v Vertex) Abs() float64 {
return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}
// Call method
v.Abs()
复制代码对于那些需要修改当前结构体对象的方法，则需要传入指针：
func (v *Vertex) add(n float64) {
v.X += n
v.Y += n
}
复制代码var p *Person = new(Person) // pointer of type Person
复制代码Pointer: 指针
// p 是 Vertex 类型
p := Vertex{1, 2}
// q 是指向 Vertex 的指针
q := &p
// r 同样是指向 Vertex 对象的指针
r := &Vertex{1, 2}
// 指向 Vertex 结构体对象的指针类型为 *Vertex
var s *Vertex = new(Vertex)
复制代码Interface: 接口
Go 允许我们通过定义接口的方式来实现多态性：
// 接口声明
type Awesomizer interface {
Awesomize() string
}
// 结构体并不需要显式实现接口
type Foo struct {}
// 而是通过实现所有接口规定的方法的方式，来实现接口
func (foo Foo) Awesomize() string {
return "Awesome!"
}
复制代码type Shape interface {
area() float64
}
func getArea(shape Shape) float64 {
return shape.area()
}
type Circle struct {
x,y,radius float64
}
type Rectangle struct {
width, height float64
}
func(circle Circle) area() float64 {
return math.Pi * circle.radius * circle.radius
}
func(rect Rectangle) area() float64 {
return rect.width * rect.height
}
func main() {
circle := Circle{x:0,y:0,radius:5}
rectangle := Rectangle {width:10, height:5}
fmt.Printf("Circle area: %f\n",getArea(circle))
fmt.Printf("Rectangle area: %f\n",getArea(rectangle))
}
//Circle area: 78.539816
//Rectangle area: 50.000000
复制代码惯用的思路是先定义接口，再定义实现，最后定义使用的方法：
package animals
type Animal interface {
Speaks() string
}
// implementation of Animal
type Dog struct{}
func (a Dog) Speaks() string { return "woof" }
/** 在需要的地方直接引用 **/
package circus
import "animals"
func Perform(a animal.Animal) { return a.Speaks() }
复制代码Go 也为我们提供了另一种接口的实现方案，我们可以不在具体的实现处定义接口，而是在需要用到该接口的地方，该模式为：
func funcName(a INTERFACETYPE) CONCRETETYPE
复制代码定义接口：
package animals
type Dog struct{}
func (a Dog) Speaks() string { return "woof" }
/** 在需要使用实现的地方定义接口 **/
package circus
type Speaker interface {
Speaks() string
}
func Perform(a Speaker) { return a.Speaks() }
复制代码Embedding
Go 语言中并没有子类继承这样的概念，而是通过嵌入（Embedding）的方式来实现类或者接口的组合。
// ReadWriter 的实现需要同时满足 Reader 与 Writer
type ReadWriter interface {
Reader
Writer
}
// Server 暴露了所有 Logger 结构体的方法
type Server struct {
Host string
Port int
*log.Logger
}
// 初始化方式并未受影响
server := &Server{"localhost", 80, log.New(...)}
// 却可以直接调用内嵌结构体的方法，等价于 server.Logger.Log(...)
server.Log(...)
// 内嵌结构体的名词即是类型名
var logger *log.Logger = server.Logger
复制代码并发编程
Goroutines
Goroutines 是轻量级的线程，可以参考并发编程导论一文中的进程、线程与协程的讨论；Go 为我们提供了非常便捷的 Goroutines 语法：
// 普通函数
func doStuff(s string) {
}
func main() {
// 使用命名函数创建 Goroutine
go doStuff("foobar")
// 使用匿名内部函数创建 Goroutine
go func (x int) {
// function body goes here
}(42)
}
复制代码Channels
信道（Channel）是带有类型的管道，可以用于在不同的 Goroutine 之间传递消息，其基础操作如下：
// 创建类型为 int 的信道
ch := make(chan int)
// 向信道中发送值
ch <- 42
// 从信道中获取值
v := <-ch
// 读取，并且判断其是否关闭
v, ok := <-ch
// 读取信道，直至其关闭
for i := range ch {
fmt.Println(i)
}
复制代码譬如我们可以在主线程中等待来自 Goroutine 的消息，并且输出：
// 创建信道
messages := make(chan string)
// 执行 Goroutine
go func() { messages <- "ping" }()
// 阻塞，并且等待消息
msg := <-messages
// 使用信道进行并发地计算，并且阻塞等待结果
c := make(chan int)
go sum(s[:len(s)/2], c)
go sum(s[len(s)/2:], c)
x, y := <-c, <-c // 从 c 中接收
复制代码如上创建的是无缓冲型信道（Non-buffered Channels），其是阻塞型信道；当没有值时读取方会持续阻塞，而写入方则是在无读取时阻塞。我们可以创建缓冲型信道（Buffered Channel），其读取方在信道被写满前都不会被阻塞：
ch := make(chan int, 100)
// 发送方也可以主动关闭信道
close(ch)
复制代码Channel 同样可以作为函数参数，并且我们可以显式声明其是用于发送信息还是接收信息，从而增加程序的类型安全度：
// ping 函数用于发送信息
func ping(pings chan<- string, msg string) {
pings <- msg
}
// pong 函数用于从某个信道中接收信息，然后发送到另一个信道中
func pong(pings <-chan string, pongs chan<- string) {
msg := <-pings
pongs <- msg
}
func main() {
pings := make(chan string, 1)
pongs := make(chan string, 1)
ping(pings, "passed message")
pong(pings, pongs)
fmt.Println(<-pongs)
}
复制代码同步
同步，是并发编程中的常见需求，这里我们可以使用 Channel 的阻塞特性来实现 Goroutine 之间的同步：
func worker(done chan bool) {
time.Sleep(time.Second)
done <- true
}
func main() {
done := make(chan bool, 1)
go worker(done)
// 阻塞直到接收到消息
<-done
}
复制代码Go 还为我们提供了 select 关键字，用于等待多个信道的执行结果：
// 创建两个信道
c1 := make(chan string)
c2 := make(chan string)
// 每个信道会以不同时延输出不同值
go func() {
time.Sleep(1 * time.Second)
c1 <- "one"
}()
go func() {
time.Sleep(2 * time.Second)
c2 <- "two"
}()
// 使用 select 来同时等待两个信道的执行结果
for i := 0; i < 2; i++ {
select {
case msg1 := <-c1:
fmt.Println("received", msg1)
case msg2 := <-c2:
fmt.Println("received", msg2)
}
}
复制代码Web 编程
HTTP Server
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
// define a type for the response
type Hello struct{}
// let that type implement the ServeHTTP method (defined in interface http.Handler)
func (h Hello) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprint(w, "Hello!")
}
func main() {
var h Hello
http.ListenAndServe("localhost:4000", h)
}
// Here's the method signature of http.ServeHTTP:
// type Handler interface {
// ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request)
// }
复制代码Beego
利用 Beego 官方推荐的 bee 命令行工具，我们可以快速创建 Beego 项目，其目录组织方式如下：
quickstart
├── conf
│ └── app.conf
├── controllers
│ └── default.go
├── main.go
├── models
├── routers
│ └── router.go
├── static
│ ├── css
│ ├── img
│ └── js
├── tests
│ └── default_test.go
└── views
└── index.tpl
复制代码在 main.go 文件中，我们可以启动 Beego 实例，并且调用路由的初始化配置文件：
package main
import (
_ "quickstart/routers"
"github.com/astaxie/beego"
)
func main() {
beego.Run()
}
复制代码而在路由的初始化函数中，我们会声明各个路由与控制器之间的映射关系：
package routers
import (
"quickstart/controllers"
"github.com/astaxie/beego"
)
func init() {
beego.Router("/", &controllers.MainController{})
}
复制代码也可以手动指定 Beego 项目中的静态资源映射：
beego.SetStaticPath("/down1", "download1")
beego.SetStaticPath("/down2", "download2")
复制代码在具体的控制器中，可以设置返回数据，或者关联的模板名：
package controllers
import (
"github.com/astaxie/beego"
)
type MainController struct {
beego.Controller
}
func (this *MainController) Get() {
this.Data["Website"] = "beego.me"
this.Data["Email"] = "[email protected]"
this.TplNames = "index.tpl" // version 1.6 use this.TplName = "index.tpl"
}
复制代码DevPractics: 开发实践
文件读写
import (
"io/ioutil"
)
...
datFile1, errFile1 := ioutil.ReadFile("file1")
if errFile1 != nil {
panic(errFile1)
}
...
复制代码测试
VSCode 可以为函数自动生成基础测试用例，并且提供了方便的用例执行与调试的功能。
/** 交换函数 */
func swap(x *int, y *int) {
x, y = y, x
}
/** 自动生成的测试函数 */
func Test_swap(t *testing.T) {
type args struct {
x *int
y *int
}
tests := []struct {
name string
args args
}{
// TODO: Add test cases.
}
for _, tt := range tests {
t.Run(tt.name, func(t *testing.T) {
swap(tt.args.x, tt.args.y)
})
}
}
复制代码