15 Go语言:函数是“一等公民“

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函数是日常工作中十分常用的,无论是C语言,C++、Java、Python、JavaScript 都是必不可少的。

Go语言函数的特点如下:
1 func关键字开头。
2 支持多返回值。
3 支持具名返回值。
4 支持递归调用。
5 支持同类型的可变参数。
6 支持defer,让函数优雅的返回。

一 GO语言中如何让函数变成 一等公民 的?

1 正常创建。标准库代码如下
// $GOROOT/src/fmt/print.go
func newPrinter() *pp {
    p := ppFree.Get().(*pp)
    p.panicking = false
    p.erroring = false
    p.wrapErrs = false
    p.fmt.init(&p.buf)
    return p
}
2 在函数内创建

在hexdumpWords函数内定义了一个匿名函数(被赋值给p1)

// $GOROOT/src/runtime/print.go
func hexdumpWords(p, end uintptr, mark func(uintptr) byte) {
        p1 := func(x uintptr) {
                var buf [2 * sys.PtrSize]byte
                for i := len(buf) - 1; i >= 0; i-- {
                        if x&0xF < 10 {
                                buf[i] = byte(x&0xF) + '0'
                        } else {
                                buf[i] = byte(x&0xF) - 10 + 'a'
                        }
                        x >>= 4
                }
                gwrite(buf[:])
        }
    ... ...
}
3 作为类型
// $GOROOT/src/net/http/server.go
type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)
4 作为入参
$GOROOT/src/time/sleep.go

func AfterFunc(d Duration, f func()) *Timer {
        t := &Timer{
                r: runtimeTimer{
                        when: when(d),
                        f:    goFunc,
                        arg:  f,
                },
        }
        startTimer(&t.r)
        return t
}
5 作为返回值
// $GOROOT/src/strings/strings.go
func makeCutsetFunc(cutset string) func(rune) bool {
        if len(cutset) == 1 && cutset[0] < utf8.RuneSelf {
                return func(r rune) bool {
                        return r == rune(cutset[0])
                }
        }
        if as, isASCII := makeASCIISet(cutset); isASCII {
                return func(r rune) bool {
                        return r < utf8.RuneSelf && as.contains(byte(r))
                }
        }
        return func(r rune) bool { return IndexRune(cutset, r) >= 0 }
}

函数除了像上面那些例子,函数还可以被放入数组、切片、map等结构体中,可以像其他类型变量一样被赋值给interface{}、你也可以建立函数类型的channel。

二 函数的特殊运用

1 显示转型
var x int = 5
var y int32 = 6
fmt.Println(x + y) 

运行这段代码,会报错,告诉你类型不匹配,你需要进行类型转换,如下

var x int = 5
var y int32 = 6
fmt.Println(x + int(y))

函数是一等公民,上面是对变量进行的操作,同样也可以运用到函数中,即函数也可以被显示转型。

package main

import (
        "fmt"
        "net/http"
)

func hi(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Fprintf(w, “Hi, Gopher!")
}                    

func main() {
        http.ListenAndServe(":8080", http.HandlerFunc(hi))
}

上面就是web server的例子。当用户在浏览器中输入端口8080时,会显示 Hi, Gopher!

我们看一下ListenAndServe的源码

// $GOROOT/src/net/http/server.go
func ListenAndServe(addr string, handler Handler) error {
        server := &Server{Addr: addr, Handler: handler}
        return server.ListenAndServe()
}

http请求交给其第二个参数handler处理,而handler参数类型是http.Handler接口

// $GOROOT/src/net/http/server.go
type Handler interface {
        ServeHTTP(ResponseWriter, *Request)
}

该接口只有一个方法ServeHTTP,原型就是func(http.ResponseWriter, *http.Request),与前面定义的hi原型一致。但无法直接将hi作为参数传入,否则报错(函数hi并未实现接口Handler方法,无法将其赋值给Handler类型参数)
上面的代码我们是使用 http.HandlerFunc(hi)这样的方式,看看http.HandlerFunc源码:

// $GOROOT/src/net/http/server.go

type HandlerFunc func(ResponseWriter, *Request)

func (f HandlerFunc) ServeHTTP(w ResponseWriter, r *Request) {
        f(w, r)
}

HandlerFunc其实就是一个基于函数定义的新类型,它的底层类型为func(ResponseWriter, *Request)。该类型有一个方法ServeHTTP,继而实现了Handler接口。
http.HandlerFunc(greeting)这句语法上没有报错,是因为HandlerFunc的底层类型正是func(ResponseWriter,*Request),与hi的原型是一致的,这和我们对使用过的整型变量的转型是一致的。代码如下:
type MyInt int
var a int = 666
b:=MyInt(a)

2 函数式编程

  func multiply(x, y int) int {
    return x * y
}

func DoWork(x int) func(int) int {
    return func(y int) int {
        return multiply(x, y)
    }
}

func main() {
    timesTwo := DoWork(6)
    fmt.Println(timesTwo(8))
}
执行上面的代码输出 48

将原接受2个参数的函数multiply转换为接受一个参数的DoWork。通过DoWork函数构造multiply。
这里的函数利用了函数的两点特性:
1 在函数体内定义函数,通过返回值返回给外部。
2 闭包

闭包是在函数内部定义的匿名函数,并且允许该匿名函数访问它的外部函数的作用域。实际上,闭包是将函数内部和函数外部链接起来的桥梁。上面DoWork内部的匿名函数就是一个闭包。

函数式编程
type Do interface {
    Work(func(jobName string,content string))
}

type Job struct {
    JobName string
    Content string
}

func (j Job) Work(fn func(jobName string,content string))  {
    fn(j.JobName, j.Content)
}

func WorkDesc(jobName string,content string){
    fmt.Println(jobName+""+content)
}
func main() {
    job := Job{JobName: "开发工作:",Content: "研发"}
    job.Work(WorkDesc)
}

运行上面的代码,结果:
开发工作:研发

延迟加载。

以斐波那契数列为例,它也是一种递归。代码如下:

func fab(n int) int {
        if n == 1 {
                return 1
        } else {
                return n * fab(n-1)
        }
}
 
func main() {
    fmt.Printf("%d\n", fab(10))
}

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