Go 流程和函數(shù)

這小節(jié)我們要介紹Go里面的流程控制以及函數(shù)操作。

流程控制

流程控制在編程語(yǔ)言中是最偉大的發(fā)明了，因?yàn)橛辛怂?，你可以通過(guò)很簡(jiǎn)單的流程描述來(lái)表達(dá)很復(fù)雜的邏輯。Go中流程控制分三大類：條件判斷，循環(huán)控制和無(wú)條件跳轉(zhuǎn)。

if

if也許是各種編程語(yǔ)言中最常見的了，它的語(yǔ)法概括起來(lái)就是:如果滿足條件就做某事，否則做另一件事。

Go里面if條件判斷語(yǔ)句中不需要括號(hào)，如下代碼所示

if x > 10 {
    fmt.Println("x is greater than 10")
} else {
    fmt.Println("x is less than 10")
}

Go的if還有一個(gè)強(qiáng)大的地方就是條件判斷語(yǔ)句里面允許聲明一個(gè)變量，這個(gè)變量的作用域只能在該條件邏輯塊內(nèi)，其他地方就不起作用了，如下所示

// 計(jì)算獲取值x,然后根據(jù)x返回的大小，判斷是否大于10。
if x := computedValue(); x > 10 {
    fmt.Println("x is greater than 10")
} else {
    fmt.Println("x is less than 10")
}

//這個(gè)地方如果這樣調(diào)用就編譯出錯(cuò)了，因?yàn)閤是條件里面的變量
fmt.Println(x)

多個(gè)條件的時(shí)候如下所示：

if integer == 3 {
    fmt.Println("The integer is equal to 3")
} else if integer < 3 {
    fmt.Println("The integer is less than 3")
} else {
    fmt.Println("The integer is greater than 3")
}

goto

Go有goto語(yǔ)句——請(qǐng)明智地使用它。用goto跳轉(zhuǎn)到必須在當(dāng)前函數(shù)內(nèi)定義的標(biāo)簽。例如假設(shè)這樣一個(gè)循環(huán)：

func myFunc() {
    i := 0
Here:   //這行的第一個(gè)詞，以冒號(hào)結(jié)束作為標(biāo)簽
    println(i)
    i++
    goto Here   //跳轉(zhuǎn)到Here去
}

標(biāo)簽名是大小寫敏感的。

for

Go里面最強(qiáng)大的一個(gè)控制邏輯就是for，它即可以用來(lái)循環(huán)讀取數(shù)據(jù)，又可以當(dāng)作while來(lái)控制邏輯，還能迭代操作。它的語(yǔ)法如下：

for expression1; expression2; expression3 {
    //...
}

expression1、expression2和expression3都是表達(dá)式，其中expression1和expression3是變量聲明或者函數(shù)調(diào)用返回值之類的，expression2是用來(lái)?xiàng)l件判斷，expression1在循環(huán)開始之前調(diào)用，expression3在每輪循環(huán)結(jié)束之時(shí)調(diào)用。

一個(gè)例子比上面講那么多更有用，那么我們看看下面的例子吧：

package main
import "fmt"

func main(){
    sum := 0;
    for index:=0; index < 10 ; index++ {
        sum += index
    }
    fmt.Println("sum is equal to ", sum)
}
// 輸出：sum is equal to 45

有些時(shí)候需要進(jìn)行多個(gè)賦值操作，由于Go里面沒(méi)有,操作符，那么可以使用平行賦值i, j = i+1, j-1

有些時(shí)候如果我們忽略expression1和expression3：

sum := 1
for ; sum < 1000;  {
    sum += sum
}

其中;也可以省略，那么就變成如下的代碼了，是不是似曾相識(shí)？對(duì)，這就是while的功能。

sum := 1
for sum < 1000 {
    sum += sum
}

在循環(huán)里面有兩個(gè)關(guān)鍵操作break和continue ,break操作是跳出當(dāng)前循環(huán)，continue是跳過(guò)本次循環(huán)。當(dāng)嵌套過(guò)深的時(shí)候，break可以配合標(biāo)簽使用，即跳轉(zhuǎn)至標(biāo)簽所指定的位置，詳細(xì)參考如下例子：

for index := 10; index>0; index-- {
    if index == 5{
        break // 或者continue
    }
    fmt.Println(index)
}
// break打印出來(lái)10、9、8、7、6
// continue打印出來(lái)10、9、8、7、6、4、3、2、1

break和continue還可以跟著標(biāo)號(hào)，用來(lái)跳到多重循環(huán)中的外層循環(huán)

for配合range可以用于讀取slice和map的數(shù)據(jù)：

for k,v:=range map {
    fmt.Println("map's key:",k)
    fmt.Println("map's val:",v)
}

由于 Go 支持 “多值返回”, 而對(duì)于“聲明而未被調(diào)用”的變量, 編譯器會(huì)報(bào)錯(cuò), 在這種情況下, 可以使用_來(lái)丟棄不需要的返回值 例如

for _, v := range map{
    fmt.Println("map's val:", v)
}

switch

有些時(shí)候你需要寫很多的if-else來(lái)實(shí)現(xiàn)一些邏輯處理，這個(gè)時(shí)候代碼看上去就很丑很冗長(zhǎng)，而且也不易于以后的維護(hù)，這個(gè)時(shí)候switch就能很好的解決這個(gè)問(wèn)題。它的語(yǔ)法如下

switch sExpr {
case expr1:
    some instructions
case expr2:
    some other instructions
case expr3:
    some other instructions
default:
    other code
}

sExpr和expr1、expr2、expr3的類型必須一致。Go的switch非常靈活，表達(dá)式不必是常量或整數(shù)，執(zhí)行的過(guò)程從上至下，直到找到匹配項(xiàng)；而如果switch沒(méi)有表達(dá)式，它會(huì)匹配true。

i := 10
switch i {
case 1:
    fmt.Println("i is equal to 1")
case 2, 3, 4:
    fmt.Println("i is equal to 2, 3 or 4")
case 10:
    fmt.Println("i is equal to 10")
default:
    fmt.Println("All I know is that i is an integer")
}

在第5行中，我們把很多值聚合在了一個(gè)case里面，同時(shí)，Go里面switch默認(rèn)相當(dāng)于每個(gè)case最后帶有break，匹配成功后不會(huì)自動(dòng)向下執(zhí)行其他case，而是跳出整個(gè)switch, 但是可以使用fallthrough強(qiáng)制執(zhí)行后面的case代碼。

integer := 6
switch integer {
    case 4:
    fmt.Println("The integer was <= 4")
    fallthrough
    case 5:
    fmt.Println("The integer was <= 5")
    fallthrough
    case 6:
    fmt.Println("The integer was <= 6")
    fallthrough
    case 7:
    fmt.Println("The integer was <= 7")
    fallthrough
    case 8:
    fmt.Println("The integer was <= 8")
    fallthrough
    default:
    fmt.Println("default case")
}

上面的程序?qū)⑤敵?/p>

The integer was <= 6
The integer was <= 7
The integer was <= 8
default case

函數(shù)

函數(shù)是Go里面的核心設(shè)計(jì)，它通過(guò)關(guān)鍵字func來(lái)聲明，它的格式如下：

func funcName(input1 type1, input2 type2) (output1 type1, output2 type2) {
    //這里是處理邏輯代碼
    //返回多個(gè)值
    return value1, value2
}

上面的代碼我們看出

• 關(guān)鍵字func用來(lái)聲明一個(gè)函數(shù)funcName
• 函數(shù)可以有一個(gè)或者多個(gè)參數(shù)，每個(gè)參數(shù)后面帶有類型，通過(guò),分隔
• 函數(shù)可以返回多個(gè)值
• 上面返回值聲明了兩個(gè)變量output1和output2，如果你不想聲明也可以，直接就兩個(gè)類型
• 如果只有一個(gè)返回值且不聲明返回值變量，那么你可以省略 包括返回值 的括號(hào)
• 如果沒(méi)有返回值，那么就直接省略最后的返回信息
• 如果有返回值， 那么必須在函數(shù)的外層添加return語(yǔ)句

下面我們來(lái)看一個(gè)實(shí)際應(yīng)用函數(shù)的例子（用來(lái)計(jì)算Max值）

package main
import "fmt"

// 返回a、b中最大值.
func max(a, b int) int {
    if a > b {
        return a
    }
    return b
}

func main() {
    x := 3
    y := 4
    z := 5

    max_xy := max(x, y) //調(diào)用函數(shù)max(x, y)
    max_xz := max(x, z) //調(diào)用函數(shù)max(x, z)

    fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, y, max_xy)
    fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, z, max_xz)
    fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", y, z, max(y,z)) // 也可在這直接調(diào)用它
}

上面這個(gè)里面我們可以看到max函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)，它們的類型都是int，那么第一個(gè)變量的類型可以省略（即 a,b int,而非 a int, b int)，默認(rèn)為離它最近的類型，同理多于2個(gè)同類型的變量或者返回值。同時(shí)我們注意到它的返回值就是一個(gè)類型，這個(gè)就是省略寫法。

多個(gè)返回值

Go語(yǔ)言比C更先進(jìn)的特性，其中一點(diǎn)就是函數(shù)能夠返回多個(gè)值。

我們直接上代碼看例子

package main
import "fmt"

//返回 A+B 和 A*B
func SumAndProduct(A, B int) (int, int) {
    return A+B, A*B
}

func main() {
    x := 3
    y := 4

    xPLUSy, xTIMESy := SumAndProduct(x, y)

    fmt.Printf("%d + %d = %d\n", x, y, xPLUSy)
    fmt.Printf("%d * %d = %d\n", x, y, xTIMESy)
}

上面的例子我們可以看到直接返回了兩個(gè)參數(shù)，當(dāng)然我們也可以命名返回參數(shù)的變量，這個(gè)例子里面只是用了兩個(gè)類型，我們也可以改成如下這樣的定義，然后返回的時(shí)候不用帶上變量名，因?yàn)橹苯釉诤瘮?shù)里面初始化了。但如果你的函數(shù)是導(dǎo)出的(首字母大寫)，官方建議：最好命名返回值，因?yàn)椴幻祷刂?，雖然使得代碼更加簡(jiǎn)潔了，但是會(huì)造成生成的文檔可讀性差。

func SumAndProduct(A, B int) (add int, Multiplied int) {
    add = A+B
    Multiplied = A*B
    return
}

變參

Go函數(shù)支持變參。接受變參的函數(shù)是有著不定數(shù)量的參數(shù)的。為了做到這點(diǎn)，首先需要定義函數(shù)使其接受變參：

func myfunc(arg ...int) {}

arg ...int告訴Go這個(gè)函數(shù)接受不定數(shù)量的參數(shù)。注意，這些參數(shù)的類型全部是int。在函數(shù)體中，變量arg是一個(gè)int的slice：

for _, n := range arg {
    fmt.Printf("And the number is: %d\n", n)
}

傳值與傳指針

當(dāng)我們傳一個(gè)參數(shù)值到被調(diào)用函數(shù)里面時(shí)，實(shí)際上是傳了這個(gè)值的一份copy，當(dāng)在被調(diào)用函數(shù)中修改參數(shù)值的時(shí)候，調(diào)用函數(shù)中相應(yīng)實(shí)參不會(huì)發(fā)生任何變化，因?yàn)閿?shù)值變化只作用在copy上。

為了驗(yàn)證我們上面的說(shuō)法，我們來(lái)看一個(gè)例子

package main
import "fmt"

//簡(jiǎn)單的一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)+1的操作
func add1(a int) int {
    a = a+1 // 我們改變了a的值
    return a //返回一個(gè)新值
}

func main() {
    x := 3

    fmt.Println("x = ", x)  // 應(yīng)該輸出 "x = 3"

    x1 := add1(x)  //調(diào)用add1(x)

    fmt.Println("x+1 = ", x1) // 應(yīng)該輸出"x+1 = 4"
    fmt.Println("x = ", x)    // 應(yīng)該輸出"x = 3"
}

看到了嗎？雖然我們調(diào)用了add1函數(shù)，并且在add1中執(zhí)行a = a+1操作，但是上面例子中x變量的值沒(méi)有發(fā)生變化

理由很簡(jiǎn)單：因?yàn)楫?dāng)我們調(diào)用add1的時(shí)候，add1接收的參數(shù)其實(shí)是x的copy，而不是x本身。

那你也許會(huì)問(wèn)了，如果真的需要傳這個(gè)x本身,該怎么辦呢？

這就牽扯到了所謂的指針。我們知道，變量在內(nèi)存中是存放于一定地址上的，修改變量實(shí)際是修改變量地址處的內(nèi)存。只有add1函數(shù)知道x變量所在的地址，才能修改x變量的值。所以我們需要將x所在地址&x傳入函數(shù)，并將函數(shù)的參數(shù)的類型由int改為*int，即改為指針類型，才能在函數(shù)中修改x變量的值。此時(shí)參數(shù)仍然是按copy傳遞的，只是copy的是一個(gè)指針。請(qǐng)看下面的例子

package main
import "fmt"

//簡(jiǎn)單的一個(gè)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)+1的操作
func add1(a *int) int { // 請(qǐng)注意，
    *a = *a+1 // 修改了a的值
    return *a // 返回新值
}

func main() {
    x := 3

    fmt.Println("x = ", x)  // 應(yīng)該輸出 "x = 3"

    x1 := add1(&x)  // 調(diào)用 add1(&x) 傳x的地址

    fmt.Println("x+1 = ", x1) // 應(yīng)該輸出 "x+1 = 4"
    fmt.Println("x = ", x)    // 應(yīng)該輸出 "x = 4"
}

這樣，我們就達(dá)到了修改x的目的。那么到底傳指針有什么好處呢？

• 傳指針使得多個(gè)函數(shù)能操作同一個(gè)對(duì)象。
• 傳指針比較輕量級(jí) (8bytes),只是傳內(nèi)存地址，我們可以用指針傳遞體積大的結(jié)構(gòu)體。如果用參數(shù)值傳遞的話, 在每次copy上面就會(huì)花費(fèi)相對(duì)較多的系統(tǒng)開銷（內(nèi)存和時(shí)間）。所以當(dāng)你要傳遞大的結(jié)構(gòu)體的時(shí)候，用指針是一個(gè)明智的選擇。
• Go語(yǔ)言中channel，slice，map這三種類型的實(shí)現(xiàn)機(jī)制類似指針，所以可以直接傳遞，而不用取地址后傳遞指針。（注：若函數(shù)需改變slice的長(zhǎng)度，則仍需要取地址傳遞指針）

defer

Go語(yǔ)言中有種不錯(cuò)的設(shè)計(jì)，即延遲（defer）語(yǔ)句，你可以在函數(shù)中添加多個(gè)defer語(yǔ)句。當(dāng)函數(shù)執(zhí)行到最后時(shí)，這些defer語(yǔ)句會(huì)按照逆序執(zhí)行，最后該函數(shù)返回。特別是當(dāng)你在進(jìn)行一些打開資源的操作時(shí)，遇到錯(cuò)誤需要提前返回，在返回前你需要關(guān)閉相應(yīng)的資源，不然很容易造成資源泄露等問(wèn)題。如下代碼所示，我們一般寫打開一個(gè)資源是這樣操作的：

func ReadWrite() bool {
    file.Open("file")
// 做一些工作
    if failureX {
        file.Close()
        return false
    }

    if failureY {
        file.Close()
        return false
    }

    file.Close()
    return true
}

我們看到上面有很多重復(fù)的代碼，Go的defer有效解決了這個(gè)問(wèn)題。使用它后，不但代碼量減少了很多，而且程序變得更優(yōu)雅。在defer后指定的函數(shù)會(huì)在函數(shù)退出前調(diào)用。

func ReadWrite() bool {
    file.Open("file")
    defer file.Close()
    if failureX {
        return false
    }
    if failureY {
        return false
    }
    return true
}

如果有很多調(diào)用defer，那么defer是采用后進(jìn)先出模式，所以如下代碼會(huì)輸出4 3 2 1 0

for i := 0; i < 5; i++ {
    defer fmt.Printf("%d ", i)
}

函數(shù)作為值、類型

在Go中函數(shù)也是一種變量，我們可以通過(guò)type來(lái)定義它，它的類型就是所有擁有相同的參數(shù)，相同的返回值的一種類型

type typeName func(input1 inputType1 , input2 inputType2 [, ...]) (result1 resultType1 [, ...])

函數(shù)作為類型到底有什么好處呢？那就是可以把這個(gè)類型的函數(shù)當(dāng)做值來(lái)傳遞，請(qǐng)看下面的例子

package main
import "fmt"

type testInt func(int) bool // 聲明了一個(gè)函數(shù)類型

func isOdd(integer int) bool {
    if integer%2 == 0 {
        return false
    }
    return true
}

func isEven(integer int) bool {
    if integer%2 == 0 {
        return true
    }
    return false
}

// 聲明的函數(shù)類型在這個(gè)地方當(dāng)做了一個(gè)參數(shù)

func filter(slice []int, f testInt) []int {
    var result []int
    for _, value := range slice {
        if f(value) {
            result = append(result, value)
        }
    }
    return result
}

func main(){
    slice := []int {1, 2, 3, 4, 5, 7}
    fmt.Println("slice = ", slice)
    odd := filter(slice, isOdd)    // 函數(shù)當(dāng)做值來(lái)傳遞了
    fmt.Println("Odd elements of slice are: ", odd)
    even := filter(slice, isEven)  // 函數(shù)當(dāng)做值來(lái)傳遞了
    fmt.Println("Even elements of slice are: ", even)
}

函數(shù)當(dāng)做值和類型在我們寫一些通用接口的時(shí)候非常有用，通過(guò)上面例子我們看到testInt這個(gè)類型是一個(gè)函數(shù)類型，然后兩個(gè)filter函數(shù)的參數(shù)和返回值與testInt類型是一樣的，但是我們可以實(shí)現(xiàn)很多種的邏輯，這樣使得我們的程序變得非常的靈活。

Panic和Recover

Go沒(méi)有像Java那樣的異常機(jī)制，它不能拋出異常，而是使用了panic和recover機(jī)制。一定要記住，你應(yīng)當(dāng)把它作為最后的手段來(lái)使用，也就是說(shuō)，你的代碼中應(yīng)當(dāng)沒(méi)有，或者很少有panic的東西。這是個(gè)強(qiáng)大的工具，請(qǐng)明智地使用它。那么，我們應(yīng)該如何使用它呢？

Panic

是一個(gè)內(nèi)建函數(shù)，可以中斷原有的控制流程，進(jìn)入一個(gè)令人恐慌的流程中。當(dāng)函數(shù)F調(diào)用panic，函數(shù)F的執(zhí)行被中斷，但是F中的延遲函數(shù)會(huì)正常執(zhí)行，然后F返回到調(diào)用它的地方。在調(diào)用的地方，F的行為就像調(diào)用了panic。這一過(guò)程繼續(xù)向上，直到發(fā)生panic的goroutine中所有調(diào)用的函數(shù)返回，此時(shí)程序退出?？只趴梢灾苯诱{(diào)用panic產(chǎn)生。也可以由運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤產(chǎn)生，例如訪問(wèn)越界的數(shù)組。

Recover

是一個(gè)內(nèi)建的函數(shù)，可以讓進(jìn)入令人恐慌的流程中的goroutine恢復(fù)過(guò)來(lái)。recover僅在延遲函數(shù)中有效。在正常的執(zhí)行過(guò)程中，調(diào)用recover會(huì)返回nil，并且沒(méi)有其它任何效果。如果當(dāng)前的goroutine陷入恐慌，調(diào)用recover可以捕獲到panic的輸入值，并且恢復(fù)正常的執(zhí)行。

下面這個(gè)函數(shù)演示了如何在過(guò)程中使用panic

var user = os.Getenv("USER")

func init() {
    if user == "" {
        panic("no value for $USER")
    }
}

下面這個(gè)函數(shù)檢查作為其參數(shù)的函數(shù)在執(zhí)行時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生panic：

func throwsPanic(f func()) (b bool) {
    defer func() {
        if x := recover(); x != nil {
            b = true
        }
    }()
    f() //執(zhí)行函數(shù)f，如果f中出現(xiàn)了panic，那么就可以恢復(fù)回來(lái)
    return
}

main函數(shù)和init函數(shù)

Go里面有兩個(gè)保留的函數(shù)：init函數(shù)（能夠應(yīng)用于所有的package）和main函數(shù)（只能應(yīng)用于package main）。這兩個(gè)函數(shù)在定義時(shí)不能有任何的參數(shù)和返回值。雖然一個(gè)package里面可以寫任意多個(gè)init函數(shù)，但這無(wú)論是對(duì)于可讀性還是以后的可維護(hù)性來(lái)說(shuō)，我們都強(qiáng)烈建議用戶在一個(gè)package中每個(gè)文件只寫一個(gè)init函數(shù)。

Go程序會(huì)自動(dòng)調(diào)用init()和main()，所以你不需要在任何地方調(diào)用這兩個(gè)函數(shù)。每個(gè)package中的init函數(shù)都是可選的，但package main就必須包含一個(gè)main函數(shù)。

程序的初始化和執(zhí)行都起始于main包。如果main包還導(dǎo)入了其它的包，那么就會(huì)在編譯時(shí)將它們依次導(dǎo)入。有時(shí)一個(gè)包會(huì)被多個(gè)包同時(shí)導(dǎo)入，那么它只會(huì)被導(dǎo)入一次（例如很多包可能都會(huì)用到fmt包，但它只會(huì)被導(dǎo)入一次，因?yàn)闆](méi)有必要導(dǎo)入多次）。當(dāng)一個(gè)包被導(dǎo)入時(shí)，如果該包還導(dǎo)入了其它的包，那么會(huì)先將其它包導(dǎo)入進(jìn)來(lái)，然后再對(duì)這些包中的包級(jí)常量和變量進(jìn)行初始化，接著執(zhí)行init函數(shù)（如果有的話），依次類推。等所有被導(dǎo)入的包都加載完畢了，就會(huì)開始對(duì)main包中的包級(jí)常量和變量進(jìn)行初始化，然后執(zhí)行main包中的init函數(shù)（如果存在的話），最后執(zhí)行main函數(shù)。下圖詳細(xì)地解釋了整個(gè)執(zhí)行過(guò)程：