go 语言程序结构

Go语言中的关键字

Go 语言语法简明，所有关键字如下：

• 包：
  import package
• 程序实体声明和定义：
  chan const func interface map struct type var
• 程序流程控制：
  go select break case continue default defer else fallthrough for goto if range return switch
• 内置的预声明常量，类型，函数
  • 常量：
    true false iota nil
  • 类型：
    int int8 int16 int32 int64 uint uint8 uint16 uint32 uint64
uintptr
float32 float64
complex128 complex64
bool
byte
rune
string
error
  • 函数：
    make len cap new append copy close delete complex real imag panic recover

变量声明

• var声明创建一个具体类型的变量，然后将其初始化

  var name type = expression
  eg : 
  var s string = ""
  var s = "hello"    // 省略类型
  var s string       // 省略表达式
  

  支持类型推导，所以类型和表达式可以省略一个，但是不能都省略：

  • 如果类型省略，它的类型将由初始化表达式决定

  • 如果表达式省略，其初始值对应于类型的零值。

    1. 对于数字是0
    2. 对于布尔值式false
    3. 对于字符串是""
    4. 对于接口和引用类型（slice，指针，map，通道，函数）是nil
    5. 对于一个数组和结构体，零值是其所有成员的零值

    零值机制保障所有的变量是良好定义，所以Go里面不存在未初始化变量。

• 短变量
  在函数中，可以采用短变量声明方式，这种方式既包含声明又包含赋值。

  name := expression
  eg: 
  s := ""
  

  name的类型由expression的类型决定，所以局部变量的声明和初始化主要使用短变量
  短变量模式也不总是重新定义变量，也可能是退化赋值的操作：

  f, err := os.Open("/dev/random)
  ...
  buf := make([]byte,, 1024)
  n, err := f.Read(buf)  // err 退化赋值，n新定义
  

  退化赋值的前提条件是：最少有1个新变量被定义，且必须是同一作用域：

  x := 100
  fmt.Println(x)
  x := 200    // 没有新变量被定义
  fmt.Println(x)  
  

• 多变量赋值
  多变量赋值时，首先计算出所有的右值，然后再完成赋值操作

  x, y := 1, 2
  x, y := y+3, x+2
  

变量的生命周期

• 包级别变量的生命周期时整个程序的执行时间

作用域

• 语法块
• 全局块
• 文件级别
• 包级别

包初始化函数

除了 main 这个特殊的函数外，Go 语言还有一个特殊的函数——init，通过它可以实现包级别的一些初始化操作。

init 函数没有返回值，也没有参数，它先于 main 函数执行，

package main

import "fmt"

func init() {
    fmt.Println("init func")
}

func main() {
    fmt.Println("main func")
}

// 输出：
init 
main 

一个包中可以有多个 init 函数，但是它们的执行顺序并不确定，所以如果你定义了多个 init 函数的话，要确保它们是相互独立的，所以这就要求这些 init 函数所做的事不要有顺序上的依赖。

符号优先级

Go的二元操作符分五大优先级，同级别的运算符满足左结合律。
*，/，%，<<，>>，&，&^
+，-，|，^
==，!=，<，<=，>，>=
&&
||

if 语句

if condition1 {
    // ...
} else if condition2 {
    // ...    
} else {
    // ...
}

Go语言里面对if/else格式对齐要求很严格，如果需要if/else组合，则需要在if语句结束的大括号后面就跟上else，else if 同理。

if 语句还增加了对初始化语句的支持，可定义局部变量或执行初始化函数

func main() {
    s := "9"
    if err := check(s); err != nil {
        log.Fatalln(err)
    }
    ...
}

func check(s string) error {
    n, err := strconv.ParseInt(s, 10, 64)
    if err != nil || n < 0 {
        return errors.New("invalid number")
    }
    return nil
}

go语言没有三元表达式

Go语言不支持?:，其原因是：
语言的设计者看到这个操作经常被用来创建难以理解的复杂表达式（多层嵌套）。在替代方案上，if-else 形式虽然较长，但无疑是更清晰的，一门语言只需要一个条件控制流结构，所以就没有提供三元表达式。

• 简单造个三元运算符

  func IFTHEN(expr bool, a, b interface{}) interface{} {
    if expr {
        return a
    } 
    return b
  }
  

  缺点是返回了万能类型 interface{}，每次使用都需要断言，不方便性能还差。

• 利用go 1.18 之后的泛型

  func IFTHEN[T any](expr bool, a, b T) T {
    if expr {
        return a
    }
    return b
  }
  

  这个版本看起来解决了上述的问题，但如果

  var p *Person
  genderDesc := IFTHEN(p == nil, "未知", Any(p.gender == 1, "男", "女")) // panic
  

  以上示例将无可避免地发生 panic ，原因是当p == nil成立时，p.gender将发生 panic 。相信肯定会有人觉得奇怪，明明在访问 gender 字段前已经做了判空操作，怎么还会 panic？

  实际上，这就是函数怎么也无法代替三目运算符语言特性的地方：作为语言特性的三目运算符可以做到惰性计算，而函数做不到。函数 IFTHEN 有3个参数，函数在压栈前必须对它的实参先进行计算并获得相应的值，也就是说，p == nil和p.gender == 1都会被求值。

for 语句

for 语句时Go里面地唯一循环语句。

for init; condition; post {
    //...
}

eg: 
for i := 1; i < 5; i++ {
    fmt.Println(i);
}

initialization 和 post省略就是传统的while循环。

for condition {
    //...
}

三个部分都可以省略，那就是无限循环。

for {
    break
}

Go 语言范围语句(range)

Go 语言中 range 关键字用于 for 循环中迭代数组(array)、切片(slice)、字符串、通道(channel) 、集合(map)的元素。

• 在数组和切片中它返回元素的索引和索引对应的值：

  nums := []int{1, 2, 3}
  for i, num := range nums {
      fmt.Println("index: value",  i, num)
  }
  
  // 输出：
  // index: value 0 1
  // index: value 1 2
  // index: value 2 3
  

  或者直接只有索引：

  nums := []int{1, 2, 3}
  for i := range nums {
      fmt.Println("index: value", i, nums[i])
  }
  
  // 输出：
  // index: value 0 1
  // index: value 1 2
  // index: value 2 3
  

• 遍历string
  按照rune的方式遍历，rune可以理解为是Unicode字符

  // 返回索引和Unicode字符
  for index, c := range s {
      fmt.Printf("%d: [%c]\t", index, c)
  }
  // 输出：
  0: [中]  3: [国] 
  

  这意味着：index 可能是不连续的。

• 遍历map返回 key，value

  for name, age : range ages {
      fmt.Printf("%s\t%d\n", name, age)
  }
  

• 作用于channel

  c := make(chan string, 2)
  c <- "hello"
  c <- "world"
  
  time.AfterFunc(time.Microsecond, func() {
      close(c)
  }
  
  for e := range c {
      fmt.Printf("element: %s\n", e)
  }
  

  range 会阻塞等待 channel 中的数据，直到 channel 被关闭。
  同时，如果 range 作用域值为 nil 的 channel 时，则会永久阻塞。

• rang 遍历是复制元素

  type Foo struct {
      Num int
  }
  
  func main() {
    fooSlice := []Foo{{1}, {2}}
  
    fmt.Println(fooSlice) // 输出:[{1} {2}]
  
    for _, foo := range fooSlice {
        foo.Num = 100
    }
  
    fmt.Println(fooSlice) // 输出: [{1} {2}]
  }
  

  range 遍历是将每一个元素复制给临时变量，所以需要修改变量时，需要使用索引遍历方式

  for i := range fooSlice {
      fooSlice[i].Num = 100  // 更改生效
  }
  

• range 语句和 for 迭代的效率

switch 语句

go 语言的switch-case 和其他语言不同，默认是加了 break 语句。

switch i {
    case 0:
        fmt.Println(0)
    case 1:
        fmt.Println(1)
    case 2:
        fmt.Println(2)
    default:
}
// 相当于 C/C++ 中
switch i {
    case 0:
        fmt.Println(0)
        break
    case 1:
        fmt.Println(1)
        break
    case 2:
        fmt.Println(2)
        break
    default:
}

• fallthrough
  如果真的想执行完一个 case 接着执行下一个 case，只要使用 fallthrough关键字就可以了：

  switch i {
   case 0:
       fmt.Println(0)
       fallthrough
   case 1:
       fmt.Println(1)
   case 2:
       fmt.Println(2)
   default:
  }
  

goto 语句

continue 语句

break语句

++、--操作符

go语言中的++、--操作符都是后置操作符，必须跟在操作数后面，并且它们没有返回值。

x := i++  // 错误，无返回值。

unsafe.Sizeof unsafe.Alignof unsafe.Offsetof

var x struct {
    a bool
    b int16
    c []int
}

• unsafe.Sizeof
  返回在内存中占用字节的长度

  unsafe.Sizeof(x)
  

• unsafe.Alignof
  返回参数类型要求的对齐方式

  unsafe.Alignof(x)
  

• unsafe.Offsetof
  结算成员相对于结构体的偏移量

  unsafe.Offsetof(x.b)
  

字符串格式化常用动词

动词	功能
%v	按值的本来值输出
%+v	在 %v 基础上，对结构体字段名和值进行展开
%#v	输出 Go 语言语法格式的值
%T	输出 Go 语言语法格式的类型和值
%%	输出 % 本体
%b	整型以二进制方式显示
%o	整型以八进制方式显示
%d	整型以十进制方式显示
%x	整型以十六进制方式显示
%X	整型以十六进制、字母大写方式显示
%U	Unicode 字符
%f	浮点数
%p	指针，十六进制方式显示