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Golang

Begin

  • 执行入口是main()方法。
  • 区分大小写。
  • 每行自动加分号,不能多个语句写在一行。
  • 定义的非全局变量或者import的包如果没有使用到,会报错。
  • 每个Go应用程序都包含一个名为main的包。
  • 编译go build和运行go run
  • 起始大括号不能独占一行,否则报错。
  • 注释和C语言一样。
  • gofmt -w格式化代码。

变量与常量

变量

声明

  • 必须先声明再使用。
var 变量名 变量类型

// 批量声明
var (
    name string
    age int
    isOK bool
)

// 类型推导
var age = 18

// 简短变量声明(只能在函数中使用)
name := "hahaha"

// 匿名变量
// 如果需要忽略某个值,用于占位。不占用命名空间,不分配内存。

// 打印
fmt.Printf("name: %s\n", name)
fmt.Print()
fmt.Println()

常量

声明

const pi = 3.14

const (
    a = 100
    b = 200
)

const (
    n1 = 100
    n2
    n3
)

IOTA

iota是go语言的常量计数器,只能在常量的表达式中使用。

iota在const关键字出现时将被重置为0。const中每新增一行常量声明将使iota计数一次(iota可理解为const语句块中的行索引)。 使用iota能简化定义,在定义枚举时很有用。

const (
    n1 = iota //0
    n2        //1
    n3        //2
    n4        //3
)

const (
    n1 = iota //0
    n2        //1
    _
    n4        //3
)

const (
    n1 = iota //0
    n2 = 100  //100
    n3 = iota //2
    n4        //3
)
const n5 = iota //0

const (
    a, b = iota + 1, iota + 2 //1,2
    c, d                      //2,3
    e, f                      //3,4
)

// 定义数量级
const (
    _  = iota
    KB = 1 << (10 * iota)
    MB = 1 << (10 * iota)
    GB = 1 << (10 * iota)
    TB = 1 << (10 * iota)
    PB = 1 << (10 * iota)
)

数据类型

进制

// 十进制
var a int = 10
fmt.Printf("%d \n", a)  // 10
fmt.Printf("%b \n", a)  // 1010  占位符%b表示二进制

// 八进制  以0开头
var b int = 077
fmt.Printf("%o \n", b)  // 77

// 十六进制  以0x开头
var c int = 0xff
fmt.Printf("%x \n", c)  // ff
fmt.Printf("%X \n", c)  // FF

// 查看变量类型 %T
// 强制类型转换 int8(num)

// 占位符
// T, v, b, d, o, x, s, #v

整型

整型分为以下两个大类: 按长度分为:int8、int16、int32、int64 对应的无符号整型:uint8、uint16、uint32、uint64

类型 描述
uint 32位操作系统上就是uint32,64位操作系统上就是uint64
int 32位操作系统上就是int32,64位操作系统上就是int64
uintptr 无符号整型,用于存放一个指针

浮点型

Go语言支持两种浮点型数:float32和float64。

package main
import (
        "fmt"
        "math"
)
func main() {
        fmt.Printf("%f\n", math.Pi)
        fmt.Printf("%.2f\n", math.Pi)
}

// 默认float64,显式声明float32
f := float32(1.2345)
// 32和64不能直接互相赋值

复数

complex64和complex128

var c1 complex64
c1 = 1 + 2i
var c2 complex128
c2 = 2 + 3i
fmt.Println(c1)
fmt.Println(c2)

复数有实部和虚部,complex64的实部和虚部为32位,complex128的实部和虚部为64位。

bool

  1. 布尔类型变量的默认值为false。
  2. Go 语言中不允许将整型强制转换为布尔型.
  3. 布尔型无法参与数值运算,也无法与其他类型进行转换。

字符串

  • 只能用双引号,使用UTF8
转义字符
转义符 含义
\r 回车符(返回行首)
\n 换行符(直接跳到下一行的同列位置)
\t 制表符
\' 单引号
\" 双引号
\\ 反斜杠
多行字符串

Go语言中要定义一个多行字符串时,就必须使用反引号字符:

s1 := `第一行
第二行
第三行
`
fmt.Println(s1)

反引号间换行将被作为字符串中的换行,但是所有的转义字符均无效,文本将会原样输出。

相关操作
方法 介绍
len(str) 求长度
+或fmt.Sprintf 拼接字符串
strings.Split 分割
strings.contains 判断是否包含
strings.HasPrefix,strings.HasSuffix 前缀/后缀判断
strings.Index(),strings.LastIndex() 子串出现的位
strings.Join(a[]string, sep string) join操作
字符

Go 语言的字符有以下两种:

  1. uint8类型,或者叫 byte 型,代表了ASCII码的一个字符。
  2. rune类型,代表一个 UTF-8字符。
// 遍历字符串
func traversalString() {
	s := "hello"
	for i := 0; i < len(s); i++ { //byte
		fmt.Printf("%v(%c) ", s[i], s[i])
	}
	fmt.Println()
	for _, r := range s { //rune
		fmt.Printf("%v(%c) ", r, r)
	}
	fmt.Println()
}
修改字符串

要修改字符串,需要先将其转换成[]rune[]byte,完成后再转换为string。无论哪种转换,都会重新分配内存,并复制字节数组。

func changeString() {
	s1 := "big"
	// 强制类型转换
	byteS1 := []byte(s1)
	byteS1[0] = 'p'
	fmt.Println(string(byteS1))

	s2 := "白萝卜"
	runeS2 := []rune(s2)
	runeS2[0] = '红'
	fmt.Println(string(runeS2))
}
类型转换

Go语言中只有强制类型转换,没有隐式类型转换。

func sqrtDemo() {
	var a, b = 3, 4
	var c int
	// math.Sqrt()接收的参数是float64类型,需要强制转换
	c = int(math.Sqrt(float64(a*a + b*b)))
	fmt.Println(c)
}

流程控制

if

if 表达式1 {
    分支1
} else if 表达式2 {
    分支2
} else{
    分支3
}

// if条件判断还有一种特殊的写法,可以在 if 表达式之前添加一个执行语句,再根据变量值进行判断。
if score := 65; score >= 90 {
    fmt.Println("A")
} else if score > 75 {
    fmt.Println("B")
} else {
    fmt.Println("C")
}

for

func forDemo() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(i)
	}
}

// 无限循环
for {
    循环体语句
}

// for range
s := "Hello"
for i, v := range s {
    fmt.Printf("%d %c\n", i, v)
}

switch

func switchDemo1() {
	finger := 3
	switch finger {
	case 1:
		fmt.Println("大拇指")
	case 2:
		fmt.Println("食指")
	case 3:
		fmt.Println("中指")
	case 4:
		fmt.Println("无名指")
	case 5:
		fmt.Println("小拇指")
	default:
		fmt.Println("无效的输入!")
	}
}
// Go语言规定每个switch只能有一个default分支。

// 一个分支可以有多个值,多个case值中间使用英文逗号分隔。

func testSwitch3() {
	switch n := 7; n {
	case 1, 3, 5, 7, 9:
		fmt.Println("奇数")
	case 2, 4, 6, 8:
		fmt.Println("偶数")
	default:
		fmt.Println(n)
	}
}

// 分支还可以使用表达式,这时候switch语句后面不需要再跟判断变量。例如:

func switchDemo4() {
	age := 30
	switch {
	case age < 25:
		fmt.Println("好好学习吧")
	case age > 25 && age < 35:
		fmt.Println("好好工作吧")
	case age > 60:
		fmt.Println("好好享受吧")
	default:
		fmt.Println("活着真好")
	}
}

// fallthrough语法可以执行满足条件的case的下一个case,是为了兼容C语言中的case设计的。

func switchDemo5() {
	s := "a"
	switch {
	case s == "a":
		fmt.Println("a")
		fallthrough
	case s == "b":
		fmt.Println("b")
	case s == "c":
		fmt.Println("c")
	default:
		fmt.Println("...")
	}
}

运算符

++(自增)和–(自减)在Go语言中是单独的语句,并不是运算符。

数组

// 定义一个长度为3元素类型为int的数组a
var a [3]int

// 初始化
var testArray [3]int    //数组会初始化为int类型的零值
var numArray = [3]int{1, 2} //使用指定的初始值完成初始化
var cityArray = [3]string{"北京", "上海", "深圳"}   //使用指定的初始值完成初始化

// 编译器根据初始值的个数自行推断数组的长度
var testArray [3]int
var numArray = [...]int{1, 2}
var cityArray = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}

// 使用索引
a := [...]int{1: 1, 3: 5}

// 遍历
func main() {
	var a = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
	// 方法1:for循环遍历
	for i := 0; i < len(a); i++ {
		fmt.Println(a[i])
	}

	// 方法2:for range遍历
	for index, value := range a {
		fmt.Println(index, value)
	}
}
// 二维数组
func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"广州", "深圳"},
		{"成都", "重庆"},
	}
	fmt.Println(a) //[[北京 上海] [广州 深圳] [成都 重庆]]
	fmt.Println(a[2][1]) //支持索引取值:重庆
}
// 二维数组的遍历
func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"广州", "深圳"},
		{"成都", "重庆"},
	}
	for _, v1 := range a {
		for _, v2 := range v1 {
			fmt.Printf("%s\t", v2)
		}
		fmt.Println()
	}
}

// 多维数组只有第一层可以使用...来让编译器推导数组长度。

切片

切片(Slice)是一个拥有相同类型元素的可变长度的序列。它是基于数组类型做的一层封装。它非常灵活,支持自动扩容。

切片是一个引用类型,它的内部结构包含地址、长度和容量。切片一般用于快速地操作一块数据集合。

var s []int
// 1. 初始化
s = []int{1, 2, 3}

// 2. 由数组进行切割得到
a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
t := a[1:3]

// 3. make()初始化
make([]T, size, cap)

/*
    T:切片的元素类型
    size:切片中元素的数量
    cap:切片的容量
*/

func main() {
	a := make([]int, 2, 10)
	fmt.Println(a)      //[0 0]
	fmt.Println(len(a)) //2
	fmt.Println(cap(a)) //10
}

切片表达式

// 切片是引用类型,都指向一个底层数组
// 左闭右开
a[2:]  // 等同于 a[2:len(a)]
a[:3]  // 等同于 a[0:3]
a[:]   // 等同于 a[0:len(a)]

切片拥有自己的长度和容量,我们可以通过使用内置的len()函数求长度,使用内置的cap()函数求切片的容量。

容量是指切片的底层数组指向的第一个元素到最后的长度。

判断是否为空

要检查切片是否为空,请始终使用len(s) == 0来判断,而不应该使用s == nil来判断。

切片之间是不能比较的,我们不能使用==操作符来判断两个切片是否含有全部相等元素。 切片唯一合法的比较操作是和nil比较。 一个nil值的切片并没有底层数组,一个nil值的切片的长度和容量都是0。但是我们不能说一个长度和容量都是0的切片一定是nil。

append()添加元素

Go语言的内建函数append()可以为切片动态添加元素。 可以一次添加一个元素,可以添加多个元素,也可以添加另一个切片中的元素(后面加…)。

func main(){
	var s []int
    // 必须用变量接收append返回值
	s = append(s, 1)        // [1]
	s = append(s, 2, 3, 4)  // [1 2 3 4]
	s2 := []int{5, 6, 7}  
	s = append(s, s2...)    // [1 2 3 4 5 6 7]
}

注意:通过var声明的零值切片可以在append()函数直接使用,无需初始化。

var s []int
s = append(s, 1, 2, 3)

没有必要像下面的代码一样初始化一个切片再传入append()函数使用,

s := []int{}  // 没有必要初始化
s = append(s, 1, 2, 3)

var s = make([]int)  // 没有必要初始化
s = append(s, 1, 2, 3)

每个切片会指向一个底层数组,这个数组的容量够用就添加新增元素。当底层数组不能容纳新增的元素时,切片就会自动按照一定的策略进行“扩容”,此时该切片指向的底层数组就会更换。“扩容”操作往往发生在append()函数调用时,所以我们通常都需要用原变量接收append函数的返回值。

切片numSlice的容量按照1,2,4,8,16这样的规则自动进行扩容,每次扩容后都是扩容前的2倍。

copy()复制切片

Go语言内建的copy()函数可以迅速地将一个切片的数据复制到另外一个切片空间中,copy()函数的使用格式如下:

copy(destSlice, srcSlice []T)

// srcSlice: 数据来源切片
// destSlice: 目标切片

func main() {
	// copy()复制切片
	a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	c := make([]int, 5, 5)
	copy(c, a)     //使用copy()函数将切片a中的元素复制到切片c
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1 2 3 4 5]
	c[0] = 1000
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1000 2 3 4 5]
}

切片中删除元素

func main() {
	// 从切片中删除元素
	a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
	// 要删除索引为2的元素
	a = append(a[:2], a[3:]...)
	fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}

要从切片a中删除索引为index的元素,操作方法是 a = append(a[:index], a[index+1:]...)

指针

取值和传值

&:取地址。 *:根据地址取值。

func main() {
	//指针取值
	a := 10
	b := &a // 取变量a的地址,将指针保存到b中
	fmt.Printf("type of b:%T\n", b)
	c := *b // 指针取值(根据指针去内存取值)
	fmt.Printf("type of c:%T\n", c)
	fmt.Printf("value of c:%v\n", c)
}

// 指针传值
func modify1(x int) {
	x = 100
}

func modify2(x *int) {
	*x = 100
}

func main() {
	a := 10
	modify1(a)
	fmt.Println(a) // 10
	modify2(&a)
	fmt.Println(a) // 100
}

new和make

new

使用new函数得到的是一个类型的指针,并且该指针对应的值为该类型的零值。

func main() {
	a := new(int)
	b := new(bool)
	fmt.Printf("%T\n", a) // *int
	fmt.Printf("%T\n", b) // *bool
	fmt.Println(*a)       // 0
	fmt.Println(*b)       // false
}	

func main() {
	var a *int
	a = new(int)
	*a = 10
	fmt.Println(*a)
}

make

make也是用于内存分配的,区别于new,它只用于slice、map以及chan的内存创建,而且它返回的类型就是这三个类型本身,而不是他们的指针类型,因为这三种类型就是引用类型,所以就没有必要返回他们的指针了。

func main() {
	var b map[string]int
	b = make(map[string]int, 10)
	b["Hello"] = 100
	fmt.Println(b)
}

map

定义

map是一种无序的基于key-value的数据结构,Go语言中的map是引用类型,必须初始化才能使用。内部使用散列表(hash)实现。

使用

map类型的变量默认初始值为nil,需要使用make()函数来分配内存。语法为:

make(map[KeyType]ValueType, [cap])

其中cap表示map的容量,该参数虽然不是必须的,但是我们应该在初始化map的时候就为其指定一个合适的容量。

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int, 8)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	fmt.Println(scoreMap)
	fmt.Println(scoreMap["小明"])
	fmt.Printf("type of a:%T\n", scoreMap)
}

func main() {
	userInfo := map[string]string{
		"username": "name",
		"password": "123456",
	}
	fmt.Println(userInfo)
}

判断键是否存在

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	// 如果key存在ok为true,v为对应的值;不存在ok为false,v为值类型的零值
	v, ok := scoreMap["张三"]
	if ok {
		fmt.Println(v)
	} else {
		fmt.Println("查无此人")
	}
}

遍历

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	scoreMap["娜扎"] = 60
	for k, v := range scoreMap {
		fmt.Println(k, v)
	}
}

// 只想遍历key的时候,如下

func main() {
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	scoreMap["李四"] = 60
	for k := range scoreMap {
		fmt.Println(k)
	}
}

删除某键值对

func main(){
	scoreMap := make(map[string]int)
	scoreMap["张三"] = 90
	scoreMap["小明"] = 100
	scoreMap["李四"] = 60
	delete(scoreMap, "小明")//将小明:100从map中删除
	for k,v := range scoreMap{
		fmt.Println(k, v)
	}
}

按指定顺序遍历

func main() {
	rand.Seed(time.Now().UnixNano()) //初始化随机数种子

	var scoreMap = make(map[string]int, 200)

	for i := 0; i < 100; i++ {
		key := fmt.Sprintf("stu%02d", i) //生成stu开头的字符串
		value := rand.Intn(100)          //生成0~99的随机整数
		scoreMap[key] = value
	}
	//取出map中的所有key存入切片keys
	var keys = make([]string, 0, 200)
	for key := range scoreMap {
		keys = append(keys, key)
	}
	//对切片进行排序
	sort.Strings(keys)
	//按照排序后的key遍历map
	for _, key := range keys {
		fmt.Println(key, scoreMap[key])
	}
}

map和切片

// 切片中的元素为map类型时的操作
func main() {
	var mapSlice = make([]map[string]string, 3)
	for index, value := range mapSlice {
		fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value)
	}
	fmt.Println("after init")
	// 对切片中的map元素进行初始化
	mapSlice[0] = make(map[string]string, 10)
	mapSlice[0]["name"] = "小王子"
	mapSlice[0]["password"] = "123456"
	mapSlice[0]["address"] = "中国"
	for index, value := range mapSlice {
		fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value)
	}
}

// map中值为切片类型的操作
func main() {
	var sliceMap = make(map[string][]string, 3)
	fmt.Println(sliceMap)
	fmt.Println("after init")
	key := "中国"
	value, ok := sliceMap[key]
	if !ok {
		value = make([]string, 0, 2)
	}
	value = append(value, "北京", "上海")
	sliceMap[key] = value
	fmt.Println(sliceMap)
}

函数

定义和参数

func 函数名(参数)(返回值){
    函数体
}

func intSum(x int, y int) int {
	return x + y
}

func sayHello() {
	fmt.Println("Hello 沙河")
}

// 函数的参数中如果相邻变量的类型相同,则可以省略类型。
func intSum(x, y int) int {
	return x + y
}

// 可变参数
// 可变参数是指函数的参数数量不固定。Go语言中的可变参数通过在参数名后加...来标识。
// 可变参数通常要作为函数的最后一个参数。

func intSum2(x ...int) int {
	fmt.Println(x) //x是一个切片
	sum := 0
	for _, v := range x {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}

// 固定参数搭配可变参数使用时,可变参数要放在固定参数的后面。
func intSum3(x int, y ...int) int {
	fmt.Println(x, y)
	sum := x
	for _, v := range y {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}

返回值

// 多返回值
// Go语言中函数支持多返回值,函数如果有多个返回值时必须用()将所有返回值包裹起来。
func calc(x, y int) (int, int) {
	sum := x + y
	sub := x - y
	return sum, sub
}

// 返回值命名
// 函数定义时可以给返回值命名,并在函数体中直接使用这些变量,最后通过return关键字返回。

func calc(x, y int) (sum, sub int) {
	sum = x + y
	sub = x - y
	return
}

// 返回值补充
// 当我们的一个函数返回值类型为slice时,nil可以看做是一个有效的slice,没必要显示返回一个长度为0的切片。

func someFunc(x string) []int {
	if x == "" {
		return nil // 没必要返回[]int{}
	}
	...
}

函数类型与变量

// 定义函数类型

type calculation func(int, int) int

// 上面语句定义了一个calculation类型,它是一种函数类型,这种函数接收两个int类型的参数并且返回一个int类型的返回值。

// 简单来说,凡是满足这个条件的函数都是calculation类型的函数,例如下面的add和sub是calculation类型。

func add(x, y int) int {
	return x + y
}

func sub(x, y int) int {
	return x - y
}

// add和sub都能赋值给calculation类型的变量。

var c calculation
c = add

// 函数类型变量
// 我们可以声明函数类型的变量并且为该变量赋值。

func main() {
	var c calculation               // 声明一个calculation类型的变量c
	c = add                         // 把add赋值给c
	fmt.Printf("type of c:%T\n", c) // type of c:main.calculation
	fmt.Println(c(1, 2))            // 像调用add一样调用c

	f := add                        // 将函数add赋值给变量f1
	fmt.Printf("type of f:%T\n", f) // type of f:func(int, int) int
	fmt.Println(f(10, 20))          // 像调用add一样调用f
}

函数作为参数和返回值

// 函数作为参数
func add(x, y int) int {
	return x + y
}
func calc(x, y int, op func(int, int) int) int {
	return op(x, y)
}
func main() {
	ret2 := calc(10, 20, add)
	fmt.Println(ret2) //30
}

// 函数作为返回值
func do(s string) (func(int, int) int, error) {
	switch s {
	case "+":
		return add, nil
	case "-":
		return sub, nil
	default:
		err := errors.New("无法识别的操作符")
		return nil, err
	}
}

匿名函数和闭包

// 匿名函数就是没有函数名的函数
func main() {
	// 将匿名函数保存到变量
	add := func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}
	add(10, 20) // 通过变量调用匿名函数

	//自执行函数:匿名函数定义完加()直接执行
	func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}(10, 20)
}

// 闭包指的是一个函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。简单来说,闭包=函数+引用环境。

// Example1
func adder() func(int) int {
	var x int
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder()
	fmt.Println(f(10)) //10
	fmt.Println(f(20)) //30
	fmt.Println(f(30)) //60

	f1 := adder()
	fmt.Println(f1(40)) //40
	fmt.Println(f1(50)) //90
}

// Example2
func makeSuffixFunc(suffix string) func(string) string {
	return func(name string) string {
		if !strings.HasSuffix(name, suffix) {
			return name + suffix
		}
		return name
	}
}

func main() {
	jpgFunc := makeSuffixFunc(".jpg")
	txtFunc := makeSuffixFunc(".txt")
	fmt.Println(jpgFunc("test")) //test.jpg
	fmt.Println(txtFunc("test")) //test.txt
}

defer语句

Go语言中的defer语句会将其后面跟随的语句进行延迟处理。在defer归属的函数即将返回时,将延迟处理的语句按defer定义的逆序进行执行,也就是说,先被defer的语句最后被执行,最后被defer的语句,最先被执行。

func main() {
	fmt.Println("start")
	defer fmt.Println(1)
	defer fmt.Println(2)
	defer fmt.Println(3)
	fmt.Println("end")
}

输出结果:

start
end
3
2
1

由于defer语句延迟调用的特性,所以defer语句能非常方便的处理资源释放问题。比如:资源清理、文件关闭、解锁及记录时间等。

内置函数

内置函数 介绍
close 主要用来关闭channel
len 用来求长度,比如string、array、slice、map、channel
new 用来分配内存,主要用来分配值类型,比如int、struct。返回的是指针
make 用来分配内存,主要用来分配引用类型,比如chan、map、slice
append 用来追加元素到数组、slice中
panic和recover 用来做错误处理

结构体

自定义类型

//将MyInt定义为int类型
type MyInt int

类型别名

type TypeAlias = Type

// rune和byte就是类型别名,他们的定义如下:
type byte = uint8
type rune = int32


// 自定义类型和类型别名区别
//类型定义
type NewInt int

//类型别名
type MyInt = int

func main() {
	var a NewInt
	var b MyInt
	
	fmt.Printf("type of a:%T\n", a) //type of a:main.NewInt
	fmt.Printf("type of b:%T\n", b) //type of b:int
}

定义结构体

type person struct {
	name string
	city string
	age  int8
}

// 同样类型的字段也可以写在一行
type person1 struct {
	name, city string
	age        int8
}

结构体实例化

// 基本实例化
type person struct {
	name string
	city string
	age  int8
}

func main() {
	var p1 person
	p1.name = "小明"
	p1.city = "北京"
	p1.age = 18
	fmt.Printf("p1=%v\n", p1)  //p1={小明 北京 18}
	fmt.Printf("p1=%#v\n", p1) //p1=main.person{name:"小明", city:"北京", age:18}
}

// 匿名结构体
func main() {
    var user struct{Name string; Age int}
    user.Name = "小王子"
    user.Age = 18
    fmt.Printf("%#v\n", user)
}

// 创建指针类型结构体
var p2 = new(person)
p2.name = "小王子"
p2.age = 28
p2.city = "上海"
fmt.Printf("p2=%#v\n", p2) //p2=&main.person{name:"小王子", city:"上海", age:28}

// 取结构体的地址实例化
p3 := &person{}
fmt.Printf("%T\n", p3)     //*main.person
fmt.Printf("p3=%#v\n", p3) //p3=&main.person{name:"", city:"", age:0}
p3.name = "七米"
p3.age = 30
p3.city = "成都"
fmt.Printf("p3=%#v\n", p3) //p3=&main.person{name:"七米", city:"成都", age:30}

结构体初始化

// 使用键值对初始化
p5 := person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}

// 对结构体指针进行键值对初始化
p6 := &person{
	name: "小王子",
	city: "北京",
	age:  18,
}

// 当某些字段没有初始值的时候,该字段可以不写。此时,没有指定初始值的字段的值就是该字段类型的零值。


// 使用值的列表初始化
p8 := &person{
	"小明",
	"北京",
	28,
}

// 使用这种格式初始化时,需要注意:

// 必须初始化结构体的所有字段。
// 初始值的填充顺序必须与字段在结构体中的声明顺序一致。
// 该方式不能和键值初始化方式混用。

构造函数

Go语言的结构体没有构造函数,我们可以自己实现。 例如,下方的代码就实现了一个person的构造函数。 因为struct是值类型,如果结构体比较复杂的话,值拷贝性能开销会比较大,所以该构造函数返回的是结构体指针类型。

func newPerson(name, city string, age int8) *person {
	return &person{
		name: name,
		city: city,
		age:  age,
	}
}

方法和接收者

Go语言中的方法(Method)是一种作用于特定类型变量的函数。这种特定类型变量叫做接收者(Receiver)。接收者的概念就类似于其他语言中的this或者 self。

// 使用指针接收者
func (p *Person) SetAge(newAge int8) {
	p.age = newAge
}

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	fmt.Println(p1.age) // 25
	p1.SetAge(30)
	fmt.Println(p1.age) // 30
}

// 使用值接收者
func (p Person) SetAge2(newAge int8) {
	p.age = newAge
}

func main() {
	p1 := NewPerson("小王子", 25)
	p1.Dream()
	fmt.Println(p1.age) // 25
	p1.SetAge2(30) // (*p1).SetAge2(30)
	fmt.Println(p1.age) // 25
}

任意类型添加方法

在Go语言中,接收者的类型可以是任何类型,不仅仅是结构体,任何类型都可以拥有方法。 举个例子,我们基于内置的int类型使用type关键字可以定义新的自定义类型,然后为我们的自定义类型添加方法。

//MyInt 将int定义为自定义MyInt类型
type MyInt int

//SayHello 为MyInt添加一个SayHello的方法
func (m MyInt) SayHello() {
	fmt.Println("Hello, 我是一个int。")
}
func main() {
	var m1 MyInt
	m1.SayHello() //Hello, 我是一个int。
	m1 = 100
	fmt.Printf("%#v  %T\n", m1, m1) //100  main.MyInt
}

结构体的匿名字段

结构体允许其成员字段在声明时没有字段名而只有类型,这种没有名字的字段就称为匿名字段。

//Person 结构体Person类型
type Person struct {
	string
	int
}

func main() {
	p1 := Person{
		"小王子",
		18,
	}
	fmt.Printf("%#v\n", p1)        //main.Person{string:"北京", int:18}
	fmt.Println(p1.string, p1.int) //北京 18
}

这里匿名字段的说法并不代表没有字段名,而是默认会采用类型名作为字段名,结构体要求字段名称必须唯一,因此一个结构体中同种类型的匿名字段只能有一个。

结构体的继承

//Animal 动物
type Animal struct {
	name string
}

func (a *Animal) move() {
	fmt.Printf("%s会动!\n", a.name)
}

//Dog 狗
type Dog struct {
	Feet    int8
	*Animal //通过嵌套匿名结构体实现继承
}

func (d *Dog) wang() {
	fmt.Printf("%s会汪汪汪~\n", d.name)
}

func main() {
	d1 := &Dog{
		Feet: 4,
		Animal: &Animal{ //注意嵌套的是结构体指针
			name: "乐乐",
		},
	}
	d1.wang() //乐乐会汪汪汪~
	d1.move() //乐乐会动!
}

结构体字段的可见性

结构体中字段大写开头表示可公开访问,小写表示私有(仅在定义当前结构体的包中可访问)。

接口

定义和使用

// 接口的定义
type 接口类型名 interface{
    方法名1( 参数列表1 ) 返回值列表1
    方法名2( 参数列表2 ) 返回值列表2
    
}

type writer interface{
    Write([]byte) error
}

// 接口的实现
// Sayer 接口
type Sayer interface {
	say()
}

type dog struct {}
type cat struct {}

// dog实现了Sayer接口
func (d dog) say() {
	fmt.Println("汪汪汪")
}

// cat实现了Sayer接口
func (c cat) say() {
	fmt.Println("喵喵喵")
}

// 接口类型变量
接口类型变量能够存储所有实现了该接口的实例 例如上面的示例中Sayer类型的变量能够存储dog和cat类型的变量

func main() {
	var x Sayer // 声明一个Sayer类型的变量x
	a := cat{}  // 实例化一个cat
	b := dog{}  // 实例化一个dog
	x = a       // 可以把cat实例直接赋值给x
	x.say()     // 喵喵喵
	x = b       // 可以把dog实例直接赋值给x
	x.say()     // 汪汪汪
}

接口嵌套

接口与接口间可以通过嵌套创造出新的接口。

// Sayer 接口
type Sayer interface {
	say()
}

// Mover 接口
type Mover interface {
	move()
}

// 接口嵌套
type animal interface {
	Sayer
	Mover
}

空接口

// 使用空接口实现可以接收任意类型的函数参数。
// 空接口作为函数参数
func show(a interface{}) {
	fmt.Printf("type:%T value:%v\n", a, a)
}

// 使用空接口实现可以保存任意值的字典。
// 空接口作为map值
	var studentInfo = make(map[string]interface{})
	studentInfo["name"] = "小明"
	studentInfo["age"] = 18
	studentInfo["married"] = false
	fmt.Println(studentInfo)

类型断言

想要判断空接口中的值这个时候就可以使用类型断言,其语法格式:

x.(T)

其中:

  • x:表示类型为interface{}的变量
  • T:表示断言x可能是的类型。

该语法返回两个参数,第一个参数是x转化为T类型后的变量,第二个值是一个布尔值,若为true则表示断言成功,为false则表示断言失败。

func main() {
	var x interface{}
	x = "Hello"
	v, ok := x.(string)
	if ok {
		fmt.Println(v)
	} else {
		fmt.Println("类型断言失败")
	}
}

定义包

package 包名
  • 一个文件夹下面直接包含的文件只能归属一个package,同样一个package的文件不能在多个文件夹下。
  • 包名可以不和文件夹的名字一样,包名不能包含 - 符号。
  • 包名为main的包为应用程序的入口包,这种包编译后会得到一个可执行文件,而编译不包含main包的源代码则不会得到可执行文件。

可见性

如果想在一个包中引用另外一个包里的标识符(如变量、常量、类型、函数等)时,该标识符必须是对外可见的(public)。在Go语言中只需要将标识符的首字母大写就可以让标识符对外可见了。

导入

// 单行导入
import "包1"

// 多行导入
import (
    "包1"
    "包2"
)

别名

// 单行导入方式定义别名
import "fmt"
import m "github.com/Q1mi/studygo/pkg_test"

func main() {
	fmt.Println(m.Add(100, 200))
	fmt.Println(m.Mode)
}

// 多行导入方式定义别
import (
    "fmt"
    m "github.com/Q1mi/studygo/pkg_test"
 )

func main() {
	fmt.Println(m.Add(100, 200))
	fmt.Println(m.Mode)
}

匿名导入包

如果只希望导入包,而不使用包内部的数据时,可以使用匿名导入包。

import _ "包的路径"

init()初始化函数

在Go语言程序执行时导入包语句会自动触发包内部init()函数的调用。需要注意的是: init()函数没有参数也没有返回值。 init()函数在程序运行时自动被调用执行,不能在代码中主动调用它。

反射

反射是指在程序运行期对程序本身进行访问和修改的能力。

Go程序在运行期使用reflect包访问程序的反射信息。reflect包提供了reflect.TypeOf和reflect.ValueOf两个函数来获取任意对象的Value和Type。

使用reflect.TypeOf()函数可以获得任意值的类型对象(reflect.Type),程序通过类型对象可以访问任意值的类型信息。

反射中关于类型还划分为两种:类型(Type)和种类(Kind)。种类(Kind)指底层的类型。

reflect.ValueOf()返回的是reflect.Value类型,其中包含了原始值的值信息。reflect.Value与原始值之间可以互相转换。

反射中使用专有的Elem()方法来获取指针对应的值。

并发

Go语言的并发通过goroutine实现。goroutine类似于线程,属于用户态的线程,我们可以根据需要创建成千上万个goroutine并发工作。goroutine是由Go语言的运行时(runtime)调度完成,而线程是由操作系统调度完成。

goroutine

使用goroutine

Go语言中使用goroutine只需要在调用函数的时候在前面加上go关键字,就可以为一个函数创建一个goroutine。

一个goroutine必定对应一个函数,可以创建多个goroutine去执行相同的函数。

启动单个goroutine

func main() {
	go hello() // 启动另外一个goroutine去执行hello函数
	fmt.Println("main goroutine done!")
	time.Sleep(time.Second)
}

启动多个goroutine

使用了sync.WaitGroup来实现goroutine的同步

var wg sync.WaitGroup

func hello(i int) {
	defer wg.Done() // goroutine结束就登记-1
	fmt.Println("Hello Goroutine!", i)
}

func main() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1) // 启动一个goroutine就登记+1
		go hello(i)
	}
	wg.Wait() // 等待所有登记的goroutine都结束
}

goroutine在对应函数结束时才结束。

Go语言中可以通过runtime.GOMAXPROCS()函数设置当前程序并发时占用的CPU逻辑核心数。

channel

如果说goroutine是Go程序并发的执行体,channel就是它们之间的连接。channel是可以让一个goroutine发送特定值到另一个goroutine的通信机制。

Go 语言中的通道(channel)是一种特殊的类型。通道像一个传送带或者队列,总是遵循先入先出(First In First Out)的规则,保证收发数据的顺序。

创建channel

通道是引用类型,通道类型的空值是nil。

var ch chan int
fmt.Println(ch) // <nil>

声明的通道后需要使用make函数初始化之后才能使用。

创建channel的格式如下:

make(chan 元素类型, [缓冲大小])
// channel的缓冲大小是可选的

ch4 := make(chan int)
ch5 := make(chan bool)
ch6 := make(chan []int)

channel操作

通道有发送(send)、接收(receive)和关闭(close)三种操作。

发送和接收都使用<-符号。

ch := make(chan int)
// 发送

ch <- 10 // 把10发送到ch中
// 接收

x := <- ch // 从ch中接收值并赋值给变量x
<-ch       // 从ch中接收值,忽略结果

// 关闭
close(ch)

无缓冲的通道

使用无缓冲通道进行通信将导致发送和接收的goroutine同步化。因此,无缓冲通道也被称为同步通道。

有缓冲的通道

我们可以使用内置的len函数获取通道内元素的数量,使用cap函数获取通道的容量。

单向通道

限制通道在函数中只能发送或只能接收。

worker pool(goroutine池)

在工作中通常会使用可以指定启动的goroutine数量–worker pool模式,控制goroutine的数量,防止goroutine泄漏和暴涨。

func worker(id int, jobs <-chan int, results chan<- int) {
	for j := range jobs {
		fmt.Printf("worker:%d start job:%d\n", id, j)
		time.Sleep(time.Second)
		fmt.Printf("worker:%d end job:%d\n", id, j)
		results <- j * 2
	}
}

func main() {
	jobs := make(chan int, 100)
	results := make(chan int, 100)
	// 开启3个goroutine
	for w := 1; w <= 3; w++ {
		go worker(w, jobs, results)
	}
	// 5个任务
	for j := 1; j <= 5; j++ {
		jobs <- j
	}
	close(jobs)
	// 输出结果
	for a := 1; a <= 5; a++ {
		<-results
	}
}

select

select的使用类似于switch语句,它有一系列case分支和一个默认的分支。每个case会对应一个通道的通信(接收或发送)过程。select会一直等待,直到某个case的通信操作完成时,就会执行case分支对应的语句。

select{
    case <-ch1:
        ...
    case data := <-ch2:
        ...
    case ch3<-data:
        ...
    default:
        默认操作
}
func main() {
	ch := make(chan int, 1)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		select {
		case x := <-ch:
			fmt.Println(x)
		case ch <- i:
		}
	}
}

并发安全和锁

存在多个goroutine同时操作一个资源(临界区)时,需要确保安全。

互斥锁

使用互斥锁能够保证同一时间有且只有一个goroutine进入临界区,其他的goroutine则在等待锁;当互斥锁释放后,等待的goroutine才可以获取锁进入临界区,多个goroutine同时等待一个锁时,唤醒的策略是随机的。

var x int64
var wg sync.WaitGroup
var lock sync.Mutex

func add() {
	for i := 0; i < 5000; i++ {
		lock.Lock() // 加锁
		x = x + 1
		lock.Unlock() // 解锁
	}
	wg.Done()
}
func main() {
	wg.Add(2)
	go add()
	go add()
	wg.Wait()
	fmt.Println(x)
}

读写互斥锁

读写锁分为两种:读锁和写锁。当一个goroutine获取读锁之后,其他的goroutine如果是获取读锁会继续获得锁,如果是获取写锁就会等待;当一个goroutine获取写锁之后,其他的goroutine无论是获取读锁还是写锁都会等待。

读写锁非常适合读多写少的场景,如果读和写的操作差别不大,读写锁的优势就发挥不出来。

var (
	x      int64
	wg     sync.WaitGroup
	lock   sync.Mutex
	rwlock sync.RWMutex
)

func write() {
	// lock.Lock()   // 加互斥锁
	rwlock.Lock() // 加写锁
	x = x + 1
	time.Sleep(10 * time.Millisecond) // 假设读操作耗时10毫秒
	rwlock.Unlock()                   // 解写锁
	// lock.Unlock()                     // 解互斥锁
	wg.Done()
}

func read() {
	// lock.Lock()                  // 加互斥锁
	rwlock.RLock()               // 加读锁
	time.Sleep(time.Millisecond) // 假设读操作耗时1毫秒
	rwlock.RUnlock()             // 解读锁
	// lock.Unlock()                // 解互斥锁
	wg.Done()
}

func main() {
	start := time.Now()
	for i := 0; i < 10; i++ {
		wg.Add(1)
		go write()
	}

	for i := 0; i < 1000; i++ {
		wg.Add(1)
		go read()
	}

	wg.Wait()
	end := time.Now()
	fmt.Println(end.Sub(start))
}

sync

sync.WaitGroup
方法名 功能
(wg * WaitGroup) Add(delta int) 计数器+delta
(wg *WaitGroup) Done() 计数器-1
(wg *WaitGroup) Wait() 阻塞直到计数器变为0
sync.Once

某些操作在高并发的场景下只执行一次,例如只加载一次配置文件、只关闭一次通道等。

sync.Map

Go语言中内置的map不是并发安全的。

Go语言的sync包中提供了一个开箱即用的并发安全版map–sync.Map。开箱即用表示不用像内置的map一样使用make函数初始化就能直接使用。同时sync.Map内置了诸如Store、Load、LoadOrStore、Delete、Range等操作方法。

var m = sync.Map{}

func main() {
	wg := sync.WaitGroup{}
	for i := 0; i < 20; i++ {
		wg.Add(1)
		go func(n int) {
			key := strconv.Itoa(n)
			m.Store(key, n)
			value, _ := m.Load(key)
			fmt.Printf("k=:%v,v:=%v\n", key, value)
			wg.Done()
		}(i)
	}
	wg.Wait()
}

原子操作

Go语言中原子操作由内置的标准库sync/atomic提供。

单元测试

测试函数

每个测试函数必须导入testing包,测试函数的基本格式(签名)如下:

func TestName(t *testing.T){
    // ...
}

测试函数的名字必须以Test开头,可选的后缀名必须以大写字母开头,例如:

func TestAdd(t *testing.T){ ... }
func TestSum(t *testing.T){ ... }
func TestLog(t *testing.T){ ... }

Go语言中的测试依赖go test命令。

go test命令是一个按照一定约定和组织的测试代码的驱动程序。在包目录内,所有以_test.go为后缀名的源代码文件都是go test测试的一部分,不会被go build编译到最终的可执行文件中。

在*_test.go文件中有三种类型的函数,单元测试函数、基准测试函数和示例函数。

类型 格式 作用
测试函数 函数名前缀为Test 测试程序的一些逻辑行为是否正确
基准函数 函数名前缀为Benchmark 测试函数的性能
示例函数 函数名前缀为Example 为文档提供示例文档

go test命令会遍历所有的*_test.go文件中符合上述命名规则的函数,然后生成一个临时的main包用于调用相应的测试函数,然后构建并运行、报告测试结果,最后清理测试中生成的临时文件。

// split/split.go

package split

import "strings"

func Split(s, sep string) (result []string) {
	i := strings.Index(s, sep)

	for i > -1 {
		result = append(result, s[:i])
		s = s[i+1:]
		i = strings.Index(s, sep)
	}
	result = append(result, s)
	return
}

// split/split_test.go

package split

import (
	"reflect"
	"testing"
)

func TestSplit(t *testing.T) { // 测试函数名必须以Test开头,必须接收一个*testing.T类型参数
	got := Split("a:b:c", ":")         // 程序输出的结果
	want := []string{"a", "b", "c"}    // 期望的结果
	if !reflect.DeepEqual(want, got) { // 因为slice不能比较直接,借助反射包中的方法比较
		t.Errorf("expected:%v, got:%v", want, got) // 测试失败输出错误提示
	}
}

代码覆盖率

在测试中至少被运行一次的代码占总代码的比例。

Go提供内置功能来检查你的代码覆盖率。我们可以使用go test -cover来查看测试覆盖率。

基准测试

基准测试就是在一定的工作负载之下检测程序性能的一种方法。

Setup与TearDown

测试程序有时需要在测试之前进行额外的设置(setup)或在测试之后进行拆卸(teardown)。

通过在*_test.go文件中定义TestMain函数来可以在测试之前进行额外的设置(setup)或在测试之后进行拆卸(teardown)操作。

示例函数

func ExampleSplit() {
	fmt.Println(split.Split("a:b:c", ":"))
}

pprof

在计算机性能调试领域里,profiling 是指对应用程序的画像,画像就是应用程序使用 CPU 和内存的情况。

  • CPU profile:报告程序的 CPU 使用情况,按照一定频率去采集应用程序在 CPU 和寄存器上面的数据
  • Memory Profile(Heap Profile):报告程序的内存使用情况
  • Block Profiling:报告 goroutines 不在运行状态的情况,可以用来分析和查找死锁等性能瓶颈
  • Goroutine Profiling:报告 goroutines 的使用情况,有哪些 goroutine,它们的调用关系是怎样的

Go语言内置了获取程序的运行数据的工具,包括以下两个标准库:

  • runtime/pprof:采集工具型应用运行数据进行分析
  • net/http/pprof:采集服务型应用运行时数据进行分析

pprof开启后,每隔一段时间(10ms)就会收集下当前的堆栈信息,获取各个函数占用的CPU以及内存资源;最后通过对这些采样数据进行分析,形成一个性能分析报告。,我们只应该在性能测试的时候才在代码中引入pprof。

Context

Go1.7加入了一个新的标准库context,它定义了Context类型,专门用来简化对于处理单个请求的多个 goroutine 之间与请求域的数据、取消信号、截止时间等相关操作,这些操作可能涉及多个 API 调用。

Context接口

context.Context是一个接口,该接口定义了四个需要实现的方法。具体签名如下:

type Context interface {
    Deadline() (deadline time.Time, ok bool)
    Done() <-chan struct{}
    Err() error
    Value(key interface{}) interface{}
}

Background()和TODO()

Go内置两个函数:Background()TODO(),这两个函数分别返回一个实现了Context接口的background和todo。我们代码中最开始都是以这两个内置的上下文对象作为最顶层的partent context,衍生出更多的子上下文对象。

Background()主要用于main函数、初始化以及测试代码中,作为Context这个树结构的最顶层的Context,也就是根Context。

TODO(),它目前还不知道具体的使用场景,如果我们不知道该使用什么Context的时候,可以使用这个。

background和todo本质上都是emptyCtx结构体类型,是一个不可取消,没有设置截止时间,没有携带任何值的Context。

四个方法

对服务器传入的请求应该创建上下文,而对服务器的传出调用应该接受上下文。它们之间的函数调用链必须传递上下文,或者可以使用WithCancelWithDeadlineWithTimeoutWithValue创建的派生上下文。当一个上下文被取消时,它派生的所有上下文也被取消。

消息队列

同步变异步,进程之间的通信。

brew services start zookeeper
brew services stop zookeeper

zkServer start
zkServer stop
zkServer status

参考链接: