Go程式語言的簡單介紹

摘要： （以下內容是我的碩士論文的摘錄，幾乎是整個 2.1 章節，向具有 CS 背景的人快速介紹 Go） Go 是一門用於併發程式設計的指令式程式設計語言，它主要由創造者 Google 進行開發，最初主要由 Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompso...

（以下內容是我的碩士論文的摘錄，幾乎是整個 2.1 章節，向具有 CS 背景的人快速介紹 Go）

Go 是一門用於併發程式設計的指令式程式設計語言，它主要由創造者 Google 進行開發，最初主要由 Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompson 開發。這門語言的設計起始於 2007 年，並在 2009 年推出最初版本；而第一個穩定版本是 2012 年釋出的 1.0 版本。 ¹

Go 有 C 風格的語法（沒有前處理器）、垃圾回收機制，而且類似它在貝爾實驗室裡被開發出來的前輩們：Newsqueak（Rob Pike）、Alef（Phil Winterbottom）和 Inferno（Pike、Ritchie 等人），使用所謂的 Go 協程 goroutines 和 通道 channels （一種基於 Hoare 的“通訊順序程序”理論的協程）提供內建的併發支援。 ²

Go 程式以包的形式組織。包本質是一個包含 Go 檔案的資料夾。包內的所有檔案共享相同的名稱空間，而包內的符號有兩種可見性：以大寫字母開頭的符號對於其他包是可見，而其他符號則是該包私有的：

func PublicFunction() {
fmt.Println("Hello world")
}
 
func privateFunction() {
fmt.Println("Hello package")
}

型別

Go 有一個相當簡單的型別系統：沒有子型別（但有型別轉換），沒有泛型，沒有多型函式，只有一些基本的型別：

1. 基本型別： int 、 int64 、 int8 、 uint 、 float32 、 float64 等
2. struct
3. interface ：一組方法的集合
4. map[K, V] ：一個從鍵型別到值型別的對映
5. [number]Type ：一些 Type 型別的元素組成的陣列
6. []Type ：某種型別的切片（具有長度和功能的陣列的指標）
7. chan Type ：一個執行緒安全的佇列
8. 指標 *T 指向其他型別
9. 函式

10. 具名型別：可能具有關聯方法的其他型別的別名（LCTT 譯註：這裡的別名並非指 Go 1.9 中的新特性“類型別名”）：

    type T struct { foo int }
    type T *T
    type T OtherNamedType
    

    具名型別完全不同於它們的底層型別，所以你不能讓它們互相賦值，但一些操作符，例如 + ，能夠處理同一底層數值型別的具名型別物件們（所以你可以在上面的示例中把兩個 T 加起來）。

對映、切片和通道是類似於引用的型別——它們實際上是包含指標的結構。包括陣列（具有固定長度並可被拷貝）在內的其他型別則是值傳遞（拷貝）。

型別轉換

型別轉換類似於 C 或其他語言中的型別轉換。它們寫成這樣子：

TypeName(value)

常量

Go 有“無型別”字面量和常量。

1 // 無型別整數字面量
const foo = 1 // 無型別整數常量
const foo int = 1 // int 型別常量

無型別值可以分為以下幾類： UntypedBool 、 UntypedInt 、 UntypedRune 、 UntypedFloat 、 UntypedComplex 、 UntypedString 以及 UntypedNil （Go 稱它們為基礎型別，其他基礎種類可用於具體型別，如 uint8 ）。一個無型別值可以賦值給一個從基礎型別中派生的具名型別；例如：

type someType int
 
const untyped= 2 // UntypedInt
const bar someType=untyped// OK: untyped 可以被賦值給 someType
const typed int = 2 // int
const bar2 someType=typed// error: int 不能被賦值給 someType

介面和物件

正如上面所說的，介面是一組方法的集合。Go 本身不是一種面向物件的語言，但它支援將方法關聯到具名型別上：當宣告一個函式時，可以提供一個接收者。接收者是函式的一個額外引數，可以在函式之前傳遞並參與函式查詢，就像這樣：

type SomeType struct { ... }
type SomeType struct { ... }
 
func(s*SomeType) MyMethod() {
}
 
func main() {
 var s SomeType
s.MyMethod()
}

如果物件實現了所有方法，那麼它就實現了介面；例如， *SomeType （注意指標）實現了下面的介面 MyMethoder ，因此 *SomeType 型別的值就能作為 MyMethoder 型別的值使用。最基本的介面型別是 interface{} ，它是一個帶空方法集的介面 —— 任何物件都滿足該介面。

type MyMethoder interface {
MyMethod()
}

合法的接收者型別是有些限制的；例如，具名型別可以是指標型別（例如， type MyIntPointer *int ），但這種型別不是合法的接收者型別。

控制流

Go 提供了三個主要的控制了語句： if 、 switch 和 for 。這些語句同其他 C 風格語言內的語句非常類似，但有一些不同：

• 條件語句沒有括號，所以條件語句是 if a == b {} 而不是 if (a == b) {} 。大括號是必須的。
• 所有的語句都可以有初始化，比如這個 if result, err := someFunction(); err == nil { // use result }
• switch 語句在分支裡可以使用任何表示式
• switch 語句可以處理空的表示式（等於 true ）
• 預設情況下，Go 不會從一個分支進入下一個分支（不需要 break 語句），在程式塊的末尾使用 fallthrough 則會進入下一個分支。
• 迴圈語句 for 不僅能迴圈值域： for key, val := range map { do something }

Go 協程

關鍵詞 go 會產生一個新的 Go 協程 goroutine ，這是一個可以並行執行的函式。它可以用於任何函式呼叫，甚至一個匿名函式：

func main() {
 ...
go func() {
 ...
 }()
 
go some_function(some_argument)
}

通道

Go 協程通常和通道channels結合，用來提供一種通訊順序程序的擴充套件。通道是一個併發安全的佇列，而且可以選擇是否緩衝資料：

var unbuffered= make(chan int) // 直到資料被讀取時完成資料塊傳送
var buffered= make(chan int, 5) // 最多有 5 個未讀取的資料塊

運算子 <- 用於和單個通道進行通訊。

valueReadFromChannel:= <-channel
otherChannel<-valueToSend

語句 select 允許多個通道進行通訊：

select {
case incoming := <- inboundChannel:
// 一條新訊息
case outgoingChannel <- outgoing:
// 可以傳送訊息
}

defer 宣告

Go 提供語句 defer 允許函式退出時呼叫執行預定的函式。它可以用於進行資源釋放操作，例如：

func myFunc(someFile io.ReadCloser) {
defer someFile.close()
/* 檔案相關操作 */
}

當然，它允許使用匿名函式作為被調函式，而且編寫被調函式時可以像平常一樣使用任何變數。

錯誤處理

Go 沒有提供異常類或者結構化的錯誤處理。然而，它通過第二個及後續的返回值來返回錯誤從而處理錯誤：

func Read(p[]byte) (n int,err error)
 
// 內建型別：
type error interface {
 Error()string
}

必須在程式碼中檢查錯誤或者賦值給 _ ：

n0, _ := Read(Buffer) // 忽略錯誤
n, err := Read(buffer)
if err != nil {
return err
}

有兩個函式可以快速跳出和恢復呼叫棧： panic() 和 recover() 。當 panic() 被呼叫時，呼叫棧開始彈出，同時每個 defer 函式都會正常執行。當一個 defer 函式呼叫 recover() 時，呼叫棧停止彈出，同時返回函式 panic() 給出的值。如果我們讓呼叫棧正常彈出而不是由於呼叫 panic() 函式， recover() 將只返回 nil 。在下面的例子中， defer 函式將捕獲 panic() 丟擲的任何 error 型別的值並儲存在錯誤返回值中。第三方庫中有時會使用這個方法增強遞迴程式碼的可讀性，如解析器，同時保持公有函式仍使用普通錯誤返回值。

func Function() (err error) {
defer func() {
s := recover()
switch s := s.(type) {// type switch
case error:
err = s// s has type error now
default:
panic(s)
}
}
}

陣列和切片

正如前邊說的，陣列是值型別，而切片是指向陣列的指標。切片可以由現有的陣列切片產生，也可以使用 make() 建立切片，這會建立一個匿名陣列以儲存元素。

slice1 := make([]int, 2, 5) // 分配 5 個元素，其中 2 個初始化為0
slice2 := array[:] // 整個陣列的切片
slice3 := array[1:] // 除了首元素的切片

除了上述例子，還有更多可行的切片運算組合，但需要明瞭直觀。

使用 append() 函式，切片可以作為一個變長陣列使用。

slice=append(slice,value1,value2)
slice=append(slice,arrayOrSlice...)

切片也可以用於函式的變長引數。

對映

對映 maps 是簡單的鍵值對儲存容器，並支援索引和分配。但它們不是執行緒安全的。

someValue := someMap[someKey]
someValue, ok := someMap[someKey] // 如果鍵值不在 someMap 中，變數 ok 會賦值為 `false`
someMap[someKey] = someValue

【責任編輯：龐桂玉 TEL：（010）68476606】