go语言基础(上)

本文介绍了Go语言的学习路径,包括如何从官网或studygolang下载安装Go,配置VSCode或Goland开发环境。接着讲解了Go的基础语法,如变量、常量、字符串的使用,以及流程控制(for、if-else、switch、goto)和函数。此外,还讨论了指针、数组、slice和map的概念及其操作。内容适合Go语言初学者,帮助理解和建立Go编程基础。

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课前准备

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go-web编程

安装 Go 语言

访问go官网,点击下载对应平台安装包,安装即可。

如果无法访问上述网址,可以改为访问studygolang 下载安装。

如果访问 github 速度比较慢,建议配置 go mod proxy,参考 goproxy.cn/ 里面的描述配置,下载第三方依赖包的速度可以大大加快。

配置 Go 语言开发环境

可以选择安装VSCode,或者Goland,对于VSCode,需要安装Go插件。

下载课程示例代码

  1. Windows 平台建议安装 git,其它系统自带,安装教程
  2. 打开 github.com/wangkechun/… 克隆课程示例项目
  3. 进入课程示例项目代码目录,运行 go run example/01-hello/main.go 如果正确输出 hello world,则说明环境配置正确
package main

import (
   "fmt"
)

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

其中fmt包用了控制屏幕输入输出字符串,以及格式化字符串。

go语言优点

  1. 高性能、高并发
  2. 语法简单、学习曲线平缓
  3. 丰富的标准库,Go具有强大的标准库,以包的形式分发。
  4. 完善的工具链
  5. 静态链接 Go是静态类型语言。因此,在这个编译器中,不仅可以成功编译代码,还可以确保类型转换和兼容性。由于这个特性,Go避免了我们在动态类型语言中遇到的所有问题。
  6. 快速编译
  7. 跨平台 Go语言就像Java语言一样,支持平台独立。由于其模块化设计和模块化,即代码被编译并转换为尽可能小的二进制形式,因此,它不需要依赖性。它的代码可以在任何平台上编译,也可以在任何服务器和应用程序上编译。
  8. 垃圾回收

基础语法

作为go语言0基础小白,学习过程中将掘金课程中的案例与go-web编程结合,新增了go-web编程中第二章的go基础语法知识点。

变量

使用var关键字是Go最基本的定义变量方式,与C语言不同的是Go把变量类型放在变量名后面

//定义一个名称为“variableName”,类型为"type"的变量
var variableName type

定义三个类型都是“type”的变量,同时并初始化值,其中type可以省略,继续简化,:=这个符号直接取代了vartype。不过它有一个限制,那就是它只能用在函数内部;在函数外部使用则会无法编译通过,所以一般用var方式来定义全局变量。_(下划线)是个特殊的变量名,任何赋予它的值都会被丢弃。在下面的例子中,我们将值35赋予b,并同时丢弃34

var vname1, vname2, vname3 type= v1, v2, v3
vname1, vname2, vname3 := v1, v2, v3
_, b := 34, 35

Go对于已声明但未使用的变量会在编译阶段报错,比如下面的代码就会产生一个错误:声明了i但未使用。

package main
func main() {
	var i int
}

常量

常量,也就是在程序编译阶段就确定下来的值,而程序在运行时无法改变该值。在Go程序中,常量可定义为数值、布尔值或字符串等类型。

它的语法如下:

const constantName = value
//如果需要,也可以明确指定常量的类型:
const Pi float32 = 3.1415926
const Pi = 3.1415926
const i = 10000
const MaxThread = 10
const prefix = "astaxie_"

boolean型

在Go中,布尔值的类型为bool,值是truefalse,默认为false

//示例代码
var isActive bool  // 全局变量声明
var enabled, disabled = true, false  // 忽略类型的声明
func test() {
	var available bool  // 一般声明
	valid := false      // 简短声明
	available = true    // 赋值操作
}

字符串

我们在上一节中讲过,Go中的字符串都是采用UTF-8字符集编码。字符串是用一对双引号("")或反引号(` `)括起来定义,它的类型是string

//示例代码
var frenchHello string  // 声明变量为字符串的一般方法
var emptyString string = ""  // 声明了一个字符串变量,初始化为空字符串
func test() {
	no, yes, maybe := "no", "yes", "maybe"  // 简短声明,同时声明多个变量
	japaneseHello := "Konichiwa"  // 同上
	frenchHello = "Bonjour"  // 常规赋值
}

在Go中字符串是不可变的,例如下面的代码编译时会报错:cannot assign to s[0],下面的代码可以实现修改:

var s string = "hello"
s[0] = 'c'

s := "hello"
c := []byte(s)  // 将字符串 s 转换为 []byte 类型
c[0] = 'c'
s2 := string(c)  // 再转换回 string 类型
fmt.Printf("%s\n", s2)

Go中可以使用+操作符来连接两个字符串,修改字符串也可写为:
字符串虽不能更改,但可进行切片操作

s := "hello,"
m := " world"
a := s + m
fmt.Printf("%s\n", a)
s := "hello"
s = "c" + s[1:] 
fmt.Printf("%s\n", s)

分组声明

在Go语言中,同时声明多个常量、变量,或者导入多个包时,可采用分组的方式进行声明。

import(
	"fmt"
	"os"
)
const(
	i = 100
	pi = 3.1415
	prefix = "Go_"
)
var(
	i int
	pi float32
	prefix string
)

掘金课程课件完整代码如下,有了上面的知识,理解起来就不难了。

package main
import (
   "fmt"
   "math"
)
func main() {
   var a = "initial"
   var b, c int = 1, 2
   var d = true
   var e float64
   f := float32(e)
   g := a + "foo"
   fmt.Println(a, b, c, d, e, f) // initial 1 2 true 0 0
   fmt.Println(g)                // initialapple
   const s string = "constant"
   const h = 500000000
   const i = 3e20 / h
   fmt.Println(s, h, i, math.Sin(h), math.Sin(i))
}

运行结果如下:

image.png

流程控制

for

package main

import "fmt"

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

有些时候需要进行多个赋值操作,由于Go里面没有,操作符,那么可以使用平行赋值i, j = i+1,j-1
在循环里面有两个关键操作breakcontinue ,break操作是跳出当前循环,continue是跳过本次循环。当嵌套过深的时候,break可以配合标签使用,即跳转至标签所指定的位置,详细参考如下例子:

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

for配合range可以用于读取slicemap的数据:

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”, 而对于“声明而未被调用”的变量, 编译器会报错, 在这种情况下, 可以使用_来丢弃不需要的返回值 例如:

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

if-else

if也许是各种编程语言中最常见的了,它的语法概括起来就是:如果满足条件就做某事,否则做另一件事。
Go里面if条件判断语句中不需要括号,如下代码所示

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

Go的if还有一个强大的地方就是条件判断语句里面允许声明一个变量,这个变量的作用域只能在该条件逻辑块内,其他地方就不起作用了,如下所示:

// 计算获取值x,然后根据x返回的大小,判断是否大于10。
if x := computedValue(); x > 10 {
	fmt.Println("x is greater than 10")
} else {
	fmt.Println("x is less than 10")
}

//这个地方如果这样调用就编译出错了,因为x是条件里面的变量
fmt.Println(x)

多个条件的时候如下所示:

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语句——请明智地使用它。用goto跳转到必须在当前函数内定义的标签。标签大小写是敏感的。

func myFunc() {
	i := 0
Here:   //这行的第一个词,以冒号结束作为标签
	println(i)
	i++
	goto Here   //跳转到Here去
}

switch

Go的switch非常灵活,表达式不必是常量或整数,执行的过程从上至下,直到找到匹配项;而如果switch没有表达式,它会匹配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")
}

Go里面switch默认相当于每个case最后带有break,匹配成功后不会自动向下执行其他case,而是跳出整个switch, 但是可以使用fallthrough强制执行后面的case代码。

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")
}

上面的程序将输出:
The integer was <= 6
The integer was <= 7
The integer was <= 8
default case

函数

func funcName(input1 type1, input2 type2) (output1 type1, output2 type2) {
	//这里是处理逻辑代码
	//返回多个值
	return value1, value2
}

由上面代码我们看出:

  • 关键字func用来声明一个函数funcName
  • 函数可以有一个或者多个参数,每个参数后面带有类型,通过,分隔
  • 函数可以返回多个值
  • 上面返回值声明了两个变量output1output2,如果你不想声明也可以,直接就两个类型
  • 如果只有一个返回值且不声明返回值变量,那么你可以省略 包括返回值 的括号
  • 如果没有返回值,那么就直接省略最后的返回信息
  • 如果有返回值, 那么必须在函数的外层添加return语句。
    Go语言比C更先进的特性,其中一点就是函数能够返回多个值。

``

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)
}

上面的例子我们可以看到直接返回了两个参数,当然我们也可以命名返回参数的变量,这个例子里面只是用了两个类型,我们也可以改成如下这样的定义,然后返回的时候不用带上变量名,因为直接在函数里面初始化了。但如果你的函数是导出的(首字母大写),官方建议:最好命名返回值,因为不命名返回值,虽然使得代码更加简洁了,但是会造成生成的文档可读性差。

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

指针

当我们传一个参数值到被调用函数里面时,实际上是传了这个值的一份copy,当在被调用函数中修改参数值的时候,调用函数中相应实参不会发生任何变化,因为数值变化只作用在copy上。
为了验证我们上面的说法,我们来看一个例子:

package main

import "fmt"

//简单的一个函数,实现了参数+1的操作
func add1(a int) int {
	a = a+1 // 我们改变了a的值
	return a //返回一个新值
}

func main() {
	x := 3

	fmt.Println("x = ", x)  // 应该输出 "x = 3"

	x1 := add1(x)  //调用add1(x)

	fmt.Println("x+1 = ", x1) // 应该输出"x+1 = 4"
	fmt.Println("x = ", x)    // 应该输出"x = 3"
}

看到了吗?虽然我们调用了add1函数,并且在add1中执行a = a+1操作,但是上面例子中x变量的值没有发生变化
理由很简单:因为当我们调用add1的时候,add1接收的参数其实是x的copy,而不是x本身。
那你也许会问了,如果真的需要传这个x本身,该怎么办呢?
这就牵扯到了所谓的指针。我们知道,变量在内存中是存放于一定地址上的,修改变量实际是修改变量地址处的内存。只有add1函数知道x变量所在的地址,才能修改x变量的值。所以我们需要将x所在地址&x传入函数,并将函数的参数的类型由int改为*int,即改为指针类型,才能在函数中修改x变量的值。此时参数仍然是按copy传递的,只是copy的是一个指针。请看下面的例子:

package main

import "fmt"

//简单的一个函数,实现了参数+1的操作
func add1(a *int) int { // 请注意,
	*a = *a+1 // 修改了a的值
	return *a // 返回新值
}

func main() {
	x := 3

	fmt.Println("x = ", x)  // 应该输出 "x = 3"

	x1 := add1(&x)  // 调用 add1(&x) 传x的地址

	fmt.Println("x+1 = ", x1) // 应该输出 "x+1 = 4"
	fmt.Println("x = ", x)    // 应该输出 "x = 4"
}

这样,我们就达到了修改x的目的。那么到底传指针有什么好处呢?

  • 传指针使得多个函数能操作同一个对象。
  • 传指针比较轻量级 (8bytes),只是传内存地址,我们可以用指针传递体积大的结构体。如果用参数值传递的话, 在每次copy上面就会花费相对较多的系统开销(内存和时间)。所以当你要传递大的结构体的时候,用指针是一个明智的选择。
  • Go语言中channelslicemap这三种类型的实现机制类似指针,所以可以直接传递,而不用取地址后传递指针。(注:若函数需改变slice的长度,则仍需要取地址传递指针

array

var arr [n]type 在[n]type中,n表示数组的长度,type表示存储元素的类型。对数组的操作和其它语言类似,都是通过[]来进行读取或赋值:
由于长度也是数组类型的一部分,因此[3]int[4]int是不同的类型,数组也就不能改变长度。数组之间的赋值是值的赋值,即当把一个数组作为参数传入函数的时候,传入的其实是该数组的副本,而不是它的指针。如果要使用指针,那么就需要用到后面介绍的slice类型了。

var arr [10]int  // 声明了一个int类型的数组
arr[0] = 42      // 数组下标是从0开始的
arr[1] = 13      // 赋值操作
fmt.Printf("The first element is %d\n", arr[0])  // 获取数据,返回42
fmt.Printf("The last element is %d\n", arr[9]) //返回未赋值的最后一个元素,默认返回0

数组可以使用另一种:=来声明

a := [3]int{1, 2, 3} // 声明了一个长度为3的int数组

b := [10]int{1, 2, 3} // 声明了一个长度为10的int数组,其中前三个元素初始化为1、2、3,其它默认为0

c := [...]int{4, 5, 6} // 可以省略长度而采用`...`的方式,Go会自动根据元素个数来计算长度

// 声明了一个二维数组,该数组以两个数组作为元素,其中每个数组中又有4个int类型的元素
doubleArray := [2][4]int{[4]int{1, 2, 3, 4}, [4]int{5, 6, 7, 8}}

// 上面的声明可以简化,直接忽略内部的类型
easyArray := [2][4]int{{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}}

slice

在很多应用场景中,数组并不能满足我们的需求。在初始定义数组时,我们并不知道需要多大的数组,因此我们就需要“动态数组”。在Go里面这种数据结构叫slice

slice并不是真正意义上的动态数组,而是一个引用类型。slice总是指向一个底层arrayslice的声明也可以像array一样,只是不需要长度。

slice := []byte {'a', 'b', 'c', 'd'}

slice可以从一个数组或一个已经存在的slice中再次声明。slice通过array[i:j]来获取,其中i是数组的开始位置,j是结束位置,但不包含array[j],它的长度是j-i

// 声明一个含有10个元素元素类型为byte的数组
var ar = [10]byte {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j'}

// 声明两个含有byte的slice
var a, b []byte

// a指向数组的第3个元素开始,并到第五个元素结束,
a = ar[2:5]
//现在a含有的元素: ar[2]、ar[3]和ar[4]

// b是数组ar的另一个slice
b = ar[3:5]
// b的元素是:ar[3]和ar[4]

slice有一些简便的操作

  • slice的默认开始位置是0,ar[:n]等价于ar[0:n]
  • slice的第二个序列默认是数组的长度,ar[n:]等价于ar[n:len(ar)]
  • 如果从一个数组里面直接获取slice,可以这样ar[:],因为默认第一个序列是0,第二个是数组的长度,即等价于ar[0:len(ar)]
// 声明一个数组
var array = [10]byte{'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j'}
// 声明两个slice
var aSlice, bSlice []byte

// 演示一些简便操作
aSlice = array[:3] // 等价于aSlice = array[0:3] aSlice包含元素: a,b,c
aSlice = array[5:] // 等价于aSlice = array[5:10] aSlice包含元素: f,g,h,i,j
aSlice = array[:]  // 等价于aSlice = array[0:10] 这样aSlice包含了全部的元素

// 从slice中获取slice
aSlice = array[3:7]  // aSlice包含元素: d,e,f,g,len=4,cap=7
bSlice = aSlice[1:3] // bSlice 包含aSlice[1], aSlice[2] 也就是含有: e,f
bSlice = aSlice[:3]  // bSlice 包含 aSlice[0], aSlice[1], aSlice[2] 也就是含有: d,e,f
bSlice = aSlice[0:5] // 对slice的slice可以在cap范围内扩展,此时bSlice包含:d,e,f,g,h
bSlice = aSlice[:]   // bSlice包含所有aSlice的元素: d,e,f,g

slice是引用类型,所以当引用改变其中元素的值时,其它的所有引用都会改变该值,例如上面的aSlicebSlice,如果修改了aSlice中元素的值,那么bSlice相对应的值也会改变。

从概念上面来说slice像一个结构体,这个结构体包含了三个元素:

  • 一个指针,指向数组中slice指定的开始位置
  • 长度,即slice的长度
  • 最大长度,也就是slice开始位置到数组的最后位置的长度
  • 对于slice有几个有用的内置函数:
  • len 获取slice的长度
  • cap 获取slice的最大容量
  • appendslice里面追加一个或者多个元素,然后返回一个和slice一样类型的slice
  • copy 函数copy从源slicesrc中复制元素到目标dst,并且返回复制的元素的个数

注:append函数会改变slice所引用的数组的内容,从而影响到引用同一数组的其它slice。 但当slice中没有剩余空间(即(cap-len) == 0)时,此时将动态分配新的数组空间。返回的slice数组指针将指向这个空间,而原数组的内容将保持不变;其它引用此数组的slice则不受影响。

掘金课程中slice案例如下:

func main() {

   s := make([]string, 3)
   s[0] = "a"
   s[1] = "b"
   s[2] = "c"
   fmt.Println("get:", s[2])   // c
   fmt.Println("len:", len(s)) // 3

   s = append(s, "d")
   s = append(s, "e", "f")
   fmt.Println(s) // [a b c d e f]

   c := make([]string, len(s))
   copy(c, s)
   fmt.Println(c) // [a b c d e f]

   fmt.Println(s[2:5]) // [c d e]
   fmt.Println(s[:5])  // [a b c d e]
   fmt.Println(s[2:])  // [c d e f]

   good := []string{"g", "o", "o", "d"}
   fmt.Println(good) // [g o o d]
}

map

map也就是Python中字典的概念,它的格式为map[keyType]valueType

我们看下面的代码,map的读取和设置也类似slice一样,通过key来操作,只是sliceindex只能是`int`类型,而map多了很多类型,可以是int,可以是string及所有完全定义了==!=操作的类型。

// 声明一个key是字符串,值为int的字典,这种方式的声明需要在使用之前使用make初始化
var numbers map[string]int
// 另一种map的声明方式
numbers = make(map[string]int)
numbers["one"] = 1  //赋值
numbers["ten"] = 10 //赋值
numbers["three"] = 3

fmt.Println("第三个数字是: ", numbers["three"]) // 读取数据
// 打印出来如:第三个数字是: 3

这个map就像我们平常看到的表格一样,左边列是key,右边列是值

使用map过程中需要注意的几点:

  • map是无序的,每次打印出来的map都会不一样,它不能通过index获取,而必须通过key获取
  • map的长度是不固定的,也就是和slice一样,也是一种引用类型
  • 内置的len函数同样适用于map,返回map拥有的key的数量
  • map的值可以很方便的修改,通过numbers["one"]=11可以很容易的把key为one的字典值改为11
  • map和其他基本型别不同,它不是thread-safe,在多个go-routine存取时,必须使用mutex lock机制
    map的初始化可以通过key:val的方式初始化值,同时map内置有判断是否存在key的方式
    通过delete删除map的元素:
// 初始化一个字典
rating := map[string]float32{"C":5, "Go":4.5, "Python":4.5, "C++":2 }
// map有两个返回值,第二个返回值,如果不存在key,那么ok为false,如果存在ok为true
csharpRating, ok := rating["C#"]
if ok {
	fmt.Println("C# is in the map and its rating is ", csharpRating)
} else {
	fmt.Println("We have no rating associated with C# in the map")
}

delete(rating, "C")  // 删除key为C的元素

上面说过了,map也是一种引用类型,如果两个map同时指向一个底层,那么一个改变,另一个也相应的改变:

m := make(map[string]string)
m["Hello"] = "Bonjour"
m1 := m
m1["Hello"] = "Salut"  // 现在m["hello"]的值已经是Salut了

make、new操作

make用于内建类型(mapslicechannel)的内存分配。new用于各种类型的内存分配。

内建函数new本质上说跟其它语言中的同名函数功能一样:new(T)分配了零值填充的T类型的内存空间,并且返回其地址,即一个*T类型的值。用Go的术语说,它返回了一个指针,指向新分配的类型T的零值。有一点非常重要:

new返回指针。

内建函数make(T, args)new(T)有着不同的功能,make只能创建slicemapchannel,并且返回一个有初始值(非零)的T类型,而不是*T。本质来讲,导致这三个类型有所不同的原因是指向数据结构的引用在使用前必须被初始化。例如,一个slice,是一个包含指向数据(内部array)的指针、长度和容量的三项描述符;在这些项目被初始化之前,slicenil。对于slicemapchannel来说,make初始化了内部的数据结构,填充适当的值。

make返回初始化后的(非零)值。

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