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聊聊我的Go语言初体验

Go 概览

Go 的特征

我经常说要学一样东西,首先要搞清楚它为什么会出现?解决了什么问题 ?

只要了解这些底层的根本问题,你才会有持续的动力深入学习,而不是盲目跟风和三分钟热度。

Go 语言是 google 在 2009年11月发布的项目,在编程语言里面算是非常年轻的小伙子。

至于 Go 语言的诞生和历史,大家可以看看这篇文章:三分钟了解 Go 语言的前世今生

我个人认为 Go 的诞生是有时代的必要性,因为它主要解决主要是解决了:

动态语言的性能和弱类型问题

静态语言的开发效率和复杂度,还有并发问题

我们都知道 Google 是世界上数据量最大的公司,Go 语言的轻量级线程设计,也帮助 Google 降低运算和并发计算的成本,这也是 Go 语言能诞生的一个重要目的。

在数据爆炸的今天,Go 语言重新平衡了开发效率和运行性能,所以 Go 会在未来十年,都是最重要的编程语言

关于 go 的定位,大家看下图可能会更清晰:

Go 的设计理念

刚接触这门语言的时候,能感受到它的设计者是经过认真思考的,从不同语言迁移过来的开发者,可以从 Go 身上看到很多其他语言的影子,因为设计者借鉴了许多其他语言的设计,但是它也非常的克制,不是完全照搬,而且非常精准的把优秀并且使用的设计融入到 Go 当中,将很多不实用且复杂的设计直接剔除。

虽然 Go 出自名门,你从 Go 身上看不到什么学院派的影子,没有多余的设计,没有复杂的概念,处处可见的 简单,实用 的设计理念,因为它的创造者的理念是:

只有通过设计上的简单性,系统才能在增长的过程中保持稳定和自洽

Go 另外还有一个特点区别于其他语言的就是,Go 语言为了追求代码可读性,可能是第一个将代码风格在编译器层面做出强制要求的语言。例如:

  • 首字母大写代表 public,代表导出类型,外部可访问

  • 首字母小写代码 private,代表非导出类型,仅内部可访问

  • 还有对 {} 换行的限制,

  • 编译层面就不允许出现无用变量

  • 等等&……

Go 对于动态语言:

写过动态语言类似 Ruby,Python 的开发者,最头痛的应该就是类型问题,因为不确定类型,导致很多问题在编译期无法被发现,直接 runtime 的时候才能暴露出现,处理成本极高。Go 语言提供简单够用的类型系统,对于动态语言开发者不会有太大的手上成本,也帮助了动态语言的开发者解决大多数类型问题。

Go 对于静态语言:

Go 语言并没有去照搬 C++ 和 Java 那套超级复杂的类型系统,Go 放弃了大量的 OOP 特性,不支持继承和重载,对于 Java/C++ 等主流 OOP 编程语言,Go 可能也是一个彻头彻尾的异类,但是不要怀疑 Go 也是一门面向对象的编程语言,只是他在用自己理解方法,一种不同寻常的方式来解释面向对象,它的特征如下:

  • 它没有继承、甚至没有类

  • 没有继承,通过组合来完成继承

  • 类型和接口都是非侵入式(无需声明接口的实现)

至于 Go 其他语言的区别,可以单独列出一篇文章,这里暂时不深入讨论了……

Go 语法简介

短赋值语句、递增语句

符合 Java 程序员的习惯、Go 支持短赋值语句、递增语句,下面简单看一个示例即可:

x := 0 x += 5 fmt.Print(x)   // x = 5  x++ fmt.Print(x)   // x = 6  x-- fmt.Print(x)   // x = 5

Go 虽然是静态编译型语言,但是拥有很多动态语言才有的语法特性,比如批量赋值、变量交换,示例:

// 批量赋值 x, y, z := 1, 2, 3 // 交换变量 x, y = y ,x

Java 程序员应该很羡慕这种交换变量的写法,因为在 Java 中想要交换变量必须要声明一个很别扭的 tmp 临时变量才能实现变量的交换

Go 只支持 for 一种循环语句(减少心智负担)

// for 格式 for init; condition; post{   // 循环逻辑 }  for i := range ary {  // for range 用于遍历 slice 的快捷方法 }

初体验

Go 命名规范

不同于其他语言,Go 中的函数、变量、常量、类型和包都遵循一个简单和统一的原则:

  • 名称开始是一个 Unicode 字符即可,区分大小写

  • 例如:HeapSort 和 heapSort 是不同的名称

还有就是上面说到的,通过大小写的命名规范,直接把 private 和 public 权限声明的关键字这种并无很大作用的关键字给移除了,这种在不改变功能的前提下做减法,可谓是刀法快准狠

另外在 Go 官方的 Demo 和文档来看, Go 是比较推崇简短的命名原则,有以下两点:

  • 如果作用域越长,那么命名就应该越清晰(也就是越长)

  • Go 是推崇驼峰命名法的,而不是 C 语言里面的下划线分割法

关键字

我们先看一组数据对比:

  • C++ 关键字数量 62 个

  • Java 关键字数量 53 个

  • Go 关键字数量 25 个

从关键字的数量上,也可以看得出 Go 语言的设计者的克制,对简单设计哲学的践行。也降低学习成本和学习 Go 语言的心智负担,是一门对于初学者非常友好的语言

变量表达式

总结一下 Go 其实只有 4种可声明的类型,主要如下:

  • 变量:通过 var 或者 := 声明

  • 常量:通过关键字 const 声明

  • 类型:通过关键字 type 声明

  • 函数:通过关键字 func 声明

变量的标准声明格式是:

var name type = expression // 上面声明方式很清晰,但是很啰嗦,平时很少用,通常使用短变量的声明格式 // 如下: name := expression  // 短变量可以通过 expression 自动推导 name 的类型

短变量声明格式短小,灵活,所以是平时很常用的声明方式。

另外在 Go 语言中,变量,常量都可以通过以下方式进行批量声明:

var (   ... )  const (  ... )

如果变量没有初始化表达式,例如 var name int,那么会触发 Go 语言的零值机制(Default Value),具体每种类型对应的零值,大家可以自行 Google,这里就不长篇大论了。

通过零值其实可以明白:Go 里面不存在没有初始化的变量,这也保证了 Go 语言的健壮性,不容易出现低级错误

引用传递和值传递

熟悉 Go 语言基础的都知道 Go 的引用传递在不加任何修饰符的情况下,默认是值传递,为什么要这样设计呢 ?

因为这样的设计会为 Go 语言的垃圾回收带来性能上的提升,值传递可以最大化的减少变量的逃逸行为,变量会最大概率的被分配到栈上,栈上分配的变量是无需等待 GC 的回收,还可以减少堆内存的占用和 GC 的压力,倒不是要大家去学习垃圾回收的工作原理,或者特别去关心变量的逃逸行为,但是对于变量的生命周期还是要搞清楚的。

在 Go 里面通过表达式的 &variable 可以获取该变量的指针,通过 *pointer 可以获取该指针变量的值,这是众所周知的事情,所以在 Go 里面想要传递引用也是很简单的事情,并且使用指针可以在无需知道变量名字的情况下,读取和更新变量。

指针是可以比较的,相同值的指针必然相同,我们看一段代码:

p := 0   // 声明类型 &p != nil  // true, 比较指针,说明 p 当前指向一个变量  var x, y int   // 声明类型, default value 0 &x == &x     // true, 相同指针结果必然相等 &x == &y    // false,指针不同,结果不相等

函数参数也可以通过 * 表示当前参数的传递类型,例如函数:func incr(p *int) 表示当前 p 参数是指针传递,不过多年编程经验来看,这样引用传递过多的话,可能你的程序库庞大后,或者你想找到一个被经常传递的引用变量在哪里被修改的,你可能会很难找到和定位,这可能是传递指针所带来的一个副作用吧

基本类型

Go 的基本类型也很少,常用的也就是:整型(int)、浮点(flora)、布尔(bool)、字符串(string)、复数(complex),和 Java 的不同之处在于,string 在 Go 里面是内置的基本数据类型,在 Java 中确实一个实体类。不过我个人感受 String 本就应该是基本数据类型。用类组合 byte[] 来实现字符串似乎还是有些别扭。

整数

这里主要区分有符号整数、无符号整数。

不过无符号因为无法表达负数,所以平时使用场景比较少,往往只用于数据库自增 ID,位运算和特定算数,实现位集,解析二进制等,这里要了解平时还是使用 int 等有符号整数比较多就好,具体区分如下:

  • 有符号整数:int8、int16、int32、int64

  • 无符号整数:uint8、uint16、uint32、uint64

Int 后面的数字代表类型的大小,也就是 2N 次幂,使用明确的类型可以更好的利用内存空间,Go 语言的所有二元操作符和其他语言别无二致,另外 Go 不支持三元表达式,原因我也不知道为什么,个人猜测可能是因为考虑函数多返回值的原因,但是 if/else 这样的代码就要写很多了,感觉还是挺呕心的。

浮点数 float32、float64 也没什么好讲的,都很简单,只有一个原则,如果想要减少浮点运算误差,尽量推荐使用 float64,因为 float64 有效数是 15 位,差不多是 float32 的 3倍

复数(complex)目前看上去很少用,后面用到再聊聊……

布尔类型(bool)除了名字短点,基本和其他语言没有区别,跳过

字符串

可以简单聊聊,string 是 Go 的基本数据类型,这点和 Java 的类型有些不同,但是相同点还是蛮多的,例如:

  • 都可以通过加号(+)拼接字符串,但是返回新的字符串(但性能敏感慎用)

不知道是不是 Go 语言设计者同时也是 UTF-8 编码的设计者(Rob、Ken),所以 Go 语言源文件默认就是 UTF8 编码,可以预见到使用 Go 语言会大大减少乱码问题。

另外介绍几个 Go 常用处理字符的工具包,如下:

  • strings:提供搜索、比较、替换等平时常用的字符操作函数

  • bytes:顾名思义,提供操作 byte[] 类型的函数

  • strconv:提供布尔,整数,浮点等其他类型转为 string 的服务

  • unicode:提供对于文字符号特性判断的函数服务

命名返回值

Go 语言可以在返回类型中,给返回值命名,所以在 return 中就无需再显示返回,代码如下

func split(sum int) (x, y int) {   x = sum + 3   y = sum + x   return  // 将变量直接返回 }  func main() {   fmt.Println(split(50))  // res:53, 103 }

不过这种灵活的写法,会对影响代码的可读性,不利于团队协作。不推荐使用。

从代码可读性和团队协作的角度来说,建议写成如下方式,代码更可读,如下:

func split(sum int) (int, int) {   x := sum + 3   y := sum + x   return x, y }  func main() {   fmt.Println(split(50))  // res:53, 103 }

常量

值得注意的是,常量使用 const 关键字,任何基本数据类型都可以声明为常量,但是不能使用 := 语法声明,示例:

const Pi = 3.14 const World = "世界" const Truth = true

跟 import 类似可以批量声明,这样可以减少很多 const 重复声明,,如下:

const (   Pi = 3.14   World = "世界"   Truth = true )

循环

只有 for 一种循环,简单用法如下:

sum := 0 for i := 0; i < 10; i++ {   sum += i }

Go语言的循环和 Java、Javascript 的区别主要在于没有小括号,但是大括号则是必须的

很多编程语言都有 while 语句,但是在 Go 里面也是可以用 for 替代,如下:

sum := 1 for sum < 100 {   sum += 1  // sum 累积 100 次 }  // out: 100

if

跟 for 类似,if 也是没有小括号的,其他方面和常见的语言差不多,如下:

if x < 0 {   fmt.Println('x < 0') }

比较有特色的是,Go语言的 if 可以在执行表达式之前,执行一段声明语句,如下:

func conditon(x, n, lim float64) float64 {   // 初始化 v 变量,在进行表达式判定   // 值得注意的是:v 是 if 条件内的局部变量,外部无法调用   if v := x * n; v < lim {     return v   }   return lim }  condition(3, 5, 10)   // out: 10

switch

switch 是简化一连串 if else 的利器,不过 Go 语言的 switch 和其他语言差别不大,这里就不多说了。。

延迟函数 defer

算是 Go 语言的特色,Go 的语言运行机制保证它会在函数返回后执行,所以通常用于关闭资源(网络/文件/IO)等操作,如下:

defer fmt.Println("end")  // 最先声明,但会在最后执行  fmt.Println("hello") fmt.Println("Phoenix")  //out:  //hello //Phoenix //end

值得注意的是,在使用 defer 声明函数被压力栈中,所以有多个 defer 声明会根据 FIFO 先进先出的顺序执行,如下

defer fmt.Println("1") defer fmt.Println("2") defer fmt.Println("3")  fmt.Println("done")  // done // 3 // 2 // 1

指针

Go 通过 & 可以直接操作指针,并且通过 * 操作符可以通过指针修改引用值,如下:

x, y = 100, 200 p := &x   // get i 指针 *p = 21    // 通过指针修改引用值 fmt.Println(x)  //out x = 21

slice 切片

是 Go 语言比较常用的动态数组,值得注意的是它的传递是引用的,任何对切出来的变量进行修改,都会影响到原本的值,代码如下:

names := []string{   "金刚",   "哥斯拉",   "怪兽",   "奥特曼" }  a := names[0:2]  // out:[金刚,哥斯拉] b := names[1:3]  // out:[哥斯拉,怪兽] b[0] = "XXX"  fmt.Println(a)  // out:[金刚,XXX] fmt.Println(b)  // out:[XXX,怪兽] fmt.Println(names)// out:[金刚,XXX,怪兽,奥特曼]

备注:声明一个 slice 就像声明一个没有长度的数组

slice 的快捷切片写法:

s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13} s = s[1:4]  // out: 3, 5, 7 // s[0:2] 的简写 s = s[:2]   // out: 3, 5 s = s[1:]   // out: 5

在 slice 中 length 和 capacity 是分开存储,例如上面改变长度,并不会改变容量,在 slice 中的长度和容量可以通过函数 len() 和 cap() 获取,参考以下几行代码:

s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}  // len=6, cap=6 s = s[:0]   // len=0, cap=6 s = s[:4]   // len=4, cap=6

Map

Go 语言 map 的简单用法:

// 使用字面量,声明并且初始化一个简单的 map,[key:string,value:int] s := map[string]int{"a": 123, "b": 456, "c":789} // out: map[a:123 b:456 c:789]  // 插入和更新 s["d"] = 1001  // out: map[a:123 b:456 c:789, d:1001]  //删除元素 delete(s, "d")  // out: map[a:123 b:456 c:789]  // 检索元素 value = s["a"]  // out: 123  // 比较常用的快捷检索 if v, ok := s["a"]; ok {   fmt.Println("the value is >", v)   // out: 123 }

函数变量

在 Go 中函数可以作为变量复制,也可以作为参数被引用

// 声明函数参数为函数变量,fn 则执行该函数 func compute(fn func(float64, float64) float64) float64 {   return fn(3, 4) }  // 声明函数变量 hypot := func(x, y float64) float64 {   return math.Sqrt(x*x + y*y) }  // 传递函数变量 hypot(5, 12)  // out: 13 compute(hypot) // out: 5

闭包

Go 的闭包是一段匿名函数,并且可以访问外部的局部变量,如下 adder 返回一个函数闭包:

func adder() func(int) int {   sum := 5   return func(x int) int {    sum += x    return sum   } }  // 声明 pos 函数变量 pos := adder() fmt.Println(pos(5))  // out: 10

后面还有很多内容。。。。有空再聊。。。


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