软件基础 Golang Programming 笔记

GOLANG 编程基础

golang programming base

Posted by lizelin on May 7, 2019

go 的基本情况

用途

Go 语言被设计成一门应用于搭载 Web 服务器，存储集群或类似用途的巨型中央服务器的系统编程语言。

对于高性能分布式系统领域而言，Go 语言无疑比大多数其它语言有着更高的开发效率。它提供了海量并行的支持，这对于游戏服务端的开发而言是再好不过了。

语言结构

  • package main 定义包名，必须在源文件中非注释的第一行指明这个文件属于哪一个包。package main表示可独立执行的程序，每个go都包含一个名为main的包。

  • import “fmt”表示 告诉go编译器这个程序需要使用fmt包（函数或者其他元素），fmt实现包括了格式化IO的函数

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    import (
   "fmt"
   "math"
)

  • main 函数是每一个可执行程序所必须包含的，一般来说都是在启动后第一个执行的函数（如果有 init() 函数则会先执行该函数）

  • fmt有Print和Println两个，第二个会换行。

  • 关于公有私有。当一个（常量，变量，类型，函数名，结构字段）以大写字母开头时候，那么它就是导出（公有，public);如果是首字母小写，那就是私有的，对包外不可见。

数据类型

  • bool型

    • 1

      var b bool = true

  • 数字类型

    • int, float32, float64, complex

    • 1 uint8 无符号 8 位整型 (0 到 255)
      2 uint16 无符号 16 位整型 (0 到 65535)
      3 uint32 无符号 32 位整型 (0 到 4294967295)
      4 uint64 无符号 64 位整型 (0 到 18446744073709551615)
      5 int8 有符号 8 位整型 (-128 到 127)
      6 int16 有符号 16 位整型 (-32768 到 32767)
      7 int32 有符号 32 位整型 (-2147483648 到 2147483647)
      8 int64 有符号 64 位整型 (-9223372036854775808 到 9223372036854775807)
    • 序号 类型和描述
      1 float32 IEEE-754 32位浮点型数
      2 float64 IEEE-754 64位浮点型数
      3 complex64 32 位实数和虚数
      4 complex128 64 位实数和虚数
      1 byte 类似 uint8
      2 rune 类似 int32
      3 uint 32 或 64 位
      4 int 与 uint 一样大小
      5 uintptr 无符号整型，用于存放一个指针

  • 字符串类型

    • Go 语言的字符串的字节使用 UTF-8 编码标识 Unicode 文本。

  • 派生类型

    • 指针（Pointer)
    • 数组
    • 结构化类型
    • Channel类型
    • 函数类型
    • 切片类型
    • 接口类型(interface)
    • Map类型

变量

  • var identifier type

    • 如果没有初始化，默认为零

  • 以下几种类型空的时候为 nil

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      var a *int
var a []int
var a map[string] int
var a chan int
var a func(string) int
var a error // error 是接口

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    package main
  
var x, y int
var (  // 这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量
    a int
    b bool
)
  
var c, d int = 1, 2
var e, f = 123, "hello"
  
func main(){
    //这种不带声明格式的只能在函数体中出现
    //g, h := 123, "hello"
    g, h := 123, "hello" //:=左边的变量一定要未声明的
    println(x, y, a, b, c, d, e, f, g, h)
}

值类型和引用类型

  • 像int,float, bool , string 这些基本类型都是属于值类型
    • 使用这些类型的变量直接指向内存中的值。这几个类型如果将一个变量的值复制给另一个变量的时候，实际上是把值进行了拷贝而已。
  • &i可以获取i的内存地址。值类型的变量的值储存在栈之中。
    • 除了基本类型的变量，更加复杂的数据通常会需要使用多个字，这些数据一般使用引用类型保存。
    • 一个引用类型的变量r1储存的是r1所在的内存地址，或者内存地址中第一个字坐在的位置。
  • 这个内存地址被称为指针，这个指针实际上也被存储在另外的某一个字中。
    • 同一个引用类型的多个指针指向的多个字可以是连续的内存地址中，计算效率最高。
    • 如果这些字分散存放在内存中，每一个字都知识了下一个字所在的内存地址。

变量声明

  • a:=1 编译器会自动根据后面的值来生成a的类型，这里就是int

  • 在函数里面声明的变量必须被使用，否则会报错：a declared and not used

  • 全局变量可以允许声明但是不使用。

  • 交换两个变量的值（类型相同）

    • 如果你想要交换两个变量的值，则可以简单地使用 a, b = b, a，两个变量的类型必须是相同。

    • 空白标识符 _ 也被用于抛弃值，如值 5 在：_, b = 5, 7 中被抛弃。(临时变量)

      _ 实际上是一个只写变量，你不能得到它的值。这样做是因为 Go 语言中你必须使用所有被声明的变量，但有时你并不需要使用从一个函数得到的所有返回值。

变量作用域

  • 函数内定义的变量称为局部变量
    • 简单易懂，不解释
  • 函数外定义的变量称为全局变量
    • 简单易懂，不解释
  • 函数定义中的变量称为形式参数
    • 绝了，就是函数的形式参数，简称形参

常量

const identifier [type] = value

type 可以省略，会根据后面的value来赋予类型。

  • 常量可以用作枚举

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      const (
    Unknown = 0
    Female = 1
    Male = 2
)

  • 常量可以用内置函数 len(), cap(), unsafe.Sizeof()来进行赋值

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      package main
    
import "unsafe"
const (
    a = "abc"
    b = len(a)
    c = unsafe.Sizeof(a)
)
    
func main(){
    println(a, b, c)
}

iota

可以被编译器修改的常量。

  • iota 在 const关键字出现时将被重置为 0(const 内部的第一行之前)，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)。

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    package main
  
import "fmt"
  
func main() {
    const (
            a = iota   //0
            b          //1
            c          //2
            d = "ha"   //独立值，iota += 1
            e          //"ha"   iota += 1
            f = 100    //iota +=1
            g          //100  iota +=1
            h = iota   //7,恢复计数
            i          //8
    )
    fmt.Println(a,b,c,d,e,f,g,h,i)
}

  • iota 表示从 0 开始自动加 1，所以 i=1«0, j=3«1（« 表示左移的意思），即：i=1, j=6，这没问题，关键在 k 和 l，从输出结果看 k=3«2，l=3«3。

    简单表述:

    • i=1

    • ：左移 0 位,不变仍为 1;

    • j=3：左移 1 位,变为二进制 110, 即 6;
    • k=3：左移 2 位,变为二进制 1100, 即 12;
    • l=3：左移 3 位,变为二进制 11000,即 24。
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    package main
  
import "fmt"
const (
    i=1<<iota
    j=3<<iota
    k
    l
)
  
func main() {
    fmt.Println("i=",i) //1
    fmt.Println("j=",j) //6
    fmt.Println("k=",k) //12
    fmt.Println("l=",l) //24
}

运算符

  • 算术运算符 加减乘除，求余，自增++，自减–

  • 关系运算符 大鱼小鱼等

  • 逻辑运算符

    • &&
    •  
    • ！

  • 位运算符

    • & 与运算
    • 或运算
    • ^ 异或运算

  • 赋值运算符

  • «= 左移后赋值 C «= 2 等于 C = C « 2
    »= 右移后赋值 C »= 2 等于 C = C » 2
    &= 按位与后赋值 C &= 2 等于 C = C & 2
    ^= 按位异或后赋值 C ^= 2 等于 C = C ^ 2
    |= 按位或后赋值 C |= 2 等于 C = C | 2

语言接口(未实现的方法)

go语言提供了另外一种数据类型–接口，它把所有具有共性的方法定义在一起，任何其他类型只要实现了这些方法就是实现了这个接口。

接口的定义和类中函数定义一样，不是（go没有类）在结构体里面定义，而是在外面，把结构体当做的一个接受者，把函数定义好了给他。

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package main
import (
    "fmt"
)
type Phone interface {//接口，虚类父类什么的
    call()
}
type NokiaPhone struct {//具体实现的类，子类什么的
}

func (nokiaPhone NokiaPhone) call() {
    fmt.Println("I am Nokia, I can call you!")
}

func main() {
    var phone Phone
    phone = new(NokiaPhone)
    phone.call()
}

基本语法

  • 标记：关键字，标识符，常量，字符串，符号

  • 一行一条语句，像python(鼓励这样)

标记

  • 标识符

    • 标识符用力啊命名变量、类型等程序实体。

  • 关键字（保留字）

    • 25个关键字

    • break default func interface select
      case defer go map struct
      chan else goto package switch
      const fallthrough if range type
      continue for import return var

    • 36个预定义标识符

    • append bool byte cap close complex complex64 complex128 uint16
      copy false float32 float64 imag int int8 int16 uint32
      int32 int64 iota len make new nil panic uint64
      print println real recover string true uint uint8 uintptr

  • 空格

    • 1

      var age int;

条件语句

  • switch

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      switch var1 {
    case val1:
        ...
    case val2:
        ...
    default:
        ...
}

  • select select 是 Go 中的一个控制结构，类似于用于通信的 switch 语句。每个 case 必须是一个通信操作，要么是发送要么是接收。

    select 随机执行一个可运行的 case。如果没有 case 可运行，它将阻塞，直到有 case 可运行。一个默认的子句应该总是可运行的。

  • if var<20{

    }

循环语句

  • for语句和C语言一样，只不过不要括号

    • for {} 相当于C语言的for(;;)

    • for 循环的 range 格式可以对 slice、map、数组、字符串等进行迭代循环。格式如下：(和python一样。)

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      for key, value := range oldMap {
    newMap[key] = value
}

语言函数

Go 语言函数定义格式如下：

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    func function_name( [parameter list] ) [return_types] {
   函数体
}

Go 函数可以返回多个值，例如：

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    package main
  
import "fmt"
  
func swap(x, y string) (string, string) {
   return y, x
}
  
func main() {
   a, b := swap("Mahesh", "Kumar")
   fmt.Println(a, b)
}

引用传递

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    /* 定义交换值函数*/
func swap(x *int, y *int) {
   var temp int
   temp = *x    /* 保持 x 地址上的值 */
   *x = *y      /* 将 y 值赋给 x */
   *y = temp    /* 将 temp 值赋给 y */
}

    使用的时候就把&i作为参数传进去。

####函数变量（像js一样便捷的定义函数）

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package main

import (
   "fmt"
   "math"
)

func main(){
   /* 声明函数变量 */
   getSquareRoot := func(x float64) float64 {
      return math.Sqrt(x)
   }

   /* 使用函数 */
   fmt.Println(getSquareRoot(9))

}

闭包

匿名函数，闭包。

里面的变量是通用的，只要是这个函数，那么他就还是那一个变量。

方法(类（结构体中的函数))

一个方法就是一个包含了接受者的函数。接受者可以是命名类型或者结构体类型的一个值/指针。

方法相当于是对象里面的一个实例函数。

Go 没有面向对象，而我们知道常见的 Java、C++ 等语言中，实现类的方法做法都是编译器隐式的给函数加一个 this 指针，而在 Go 里，这个 this 指针需要明确的申明出来，其实和其它 OO 语言并没有很大的区别。

在 C++ 中是这样的:

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class Circle {
  public:
    float getArea() {
       return 3.14 * radius * radius;
    }
  private:
    float radius;
}

// 其中 getArea 经过编译器处理大致变为
float getArea(Circle *const c) {
  ...
}

在 Go 中则是如下:

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type Circle struct {
    radius float64
}

func (c Circle) getArea() float64 {
 	//c.radius 即为 Circle 类型对象中的属性
    //可以在函数里设置初始值
    c.radius=10
 	return 3.14 * c.radius * c.radius
}

func main() {
	var c1 Circle
	c1.radius=10
    fmt.Println("圆的面积",c1.getArea())
}

数组

数组是具有相同唯一类型的一组已编号且长度固定的数据项序列。

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var variable_name [SIZE] variable_type

  • 初始化数组

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      var balance = [5]float64{1000,2,3,5,6}

var balance =[…]float32{1,2,3,4,5,6} //会根据后面的动态分配

balance[4] = 50.0    //没有设置大小，但是长度还是是5

  • 访问数据，多维数组。

  • 用数组作为形参。

    • 方法一，形参设定数组大小 
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      void myFunction(param [10]int)
{
.
.
.
}

    • 方法二，形参不设定数组大小

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      void myFunction(param []int)
{
.
.
.
}

指针

指针的定义和C语言相似，

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    var ip *int        /* 声明指针变量 */
  • 空指针==nil

指针数组

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var ptr [MAX]*int
for i=0;i<MAX;i++ {
    ptr[i]=&a[i]
}
for i=0;i<MAX;i++ {
    fmt.Prinf("a[%d] = %d\n", i,*ptr[i])
}

双重指针

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var ptr **int

指针参数

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func swap(x *int,y *int){
    var temp int
    temp = * x
    *x=*y
    *y=temp
}

结构体

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type struct_variable_type struct {
    member definition
    ...
}

type Books struct {
    title string
    author string
    subject string
    book_id int
}

//直接创建结构体
fmt.Println(Books{"string1","string2","string3",1314})
//创建的时候也可以采用键值对的方法
fmt.Println(Books{title:"string1",author:"string2",subject:"string3",book_id:1314})
//访问成员，和C语言一样，
book.title

结构体作为形参，和C语言一样，只不过不用加struct

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func printBook( book Books){
    
}

结构体指针

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var struct_pointer *Books
struct_pointer = &Book1
struct_pointer.title

切片

切片的定义

  • 长度
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//第一种方式
var identifier []type
//第二种方式
var slice1 []type = make([]type,len,<capability>)
//可以简写
slice1 :=make([]type,len,<capability>)
// 切片是可以索引的，len()可以获取
// 切片提供了计算容量的方法cap(),可以测量切片最长可以切多长

如果想增加切片的容量，我们必须创建一个更大的切片并把原来的内容都拷贝过来。

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//copy()和append()
//允许追加空切片
numbers=append(numbers,0)
/* 创建切片 numbers1 是之前切片的两倍容量*/
numbers1 := make([]int, len(numbers)，(cap(numbers))*2)

/* 拷贝 numbers 的内容到 numbers1 */
copy(numbers1,numbers)

range

相当于python里面的enumerate

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nums := []int{2, 3, 4}
    sum := 0
    for _, num := range nums {
        sum += num
    }
    fmt.Println("sum:", sum)
    //在数组上使用range将传入index和值两个变量。上面那个例子我们不需要使用该元素的序号，所以我们使用空白符"_"省略了。有时侯我们确实需要知道它的索引。
    for i, num := range nums {
        if num == 3 {
            fmt.Println("index:", i)
        }
    }
    //range也可以用在map的键值对上。
    kvs := map[string]string{"a": "apple", "b": "banana"}
    for k, v := range kvs {
        fmt.Printf("%s -> %s\n", k, v)
    }
    //range也可以用来枚举Unicode字符串。第一个参数是字符的索引，第二个是字符（Unicode的值）本身。
    for i, c := range "go" {
        fmt.Println(i, c)
    }
}

Map（集合）

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var map_variable map[key_data_type]value_data_type
//或者
map_variable := make(map[key_data_type]value_data_type)

delete()函数

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dele(map_varibale,key_name)

go的错误处理

go语言内部有一个错误接口error,这是一个接口类型，定义如下

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type error interface {
    Error() string
}

在编码中，通过实现error接口类型来生成错误信息

函数通常在最后的返回值中返回错误信息，使用errors.New

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func Sqrt(f float64)(float64,error) {
    if f<0 {
        return 0,errors.New("math:square root of negative number")
    }
}

result,err:=Sqrt(-1)

if err!=nil {
    fmt.Prinln(err)
}

go并发

goroutine

go语言支持并发，我们只需要通过go关键字来开启goroutine即可。

goroutine是轻量级线程，goroutine的调度是由golang运行时进行管理的。

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go func_name(...)
//Go允许使用go语言开启一个新的运行期线程，goroutine，就是用一个不同的，新创建的goroutine来执行一个函数。

channel

通道是用来传递数据的一个数据结构。

通道可以用于两个goroutine之间通过传递一个指定类型的值来同步运行和通讯。操作符 <- 用来指定通道方向，发送或者接受。如果没有指定方向，则为双向通道。

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ch <- v //把v发送到通道ch
v := <- ch //从ch接受数据
			//并把值付给y

注意：默认情况下，通道是不带缓冲区。所以发送端在发送数据的时候，接收端要同事接受相应的数据。

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package main
import "fmt"
func sum(s []int, c chan int) {
    sum := 0
    for _, v := range s{
        sum+=v
    }
    c <- sum //把相加结果发到通道c
}

func main() {
    s:=[]int{1,2,3,4,5,6,7}
    
    c:=make(chan int)
    go sum(s[:len(s)/2],c)
    go sum(s[len(s)/2:],c)
    x,y:= <-c,<-c //取出
    //这个语句相当于实时等待通道中的数据吧
    //立马读出
}

###通道缓冲区

可以设置缓冲区，后面是缓冲区大小

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ch := make(chan int,2)
ch <- 1
ch <- 2
fmt.Println(<-ch)
fmt.Println(<-ch)

go遍历和关闭通道

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v,status := <-ch

通道关闭的实例

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package main
import "fmt"
func fibonacci(n int,c chan int) {
    x,y:=0,1
    for i:=0;i<n;i++{
        c<-x
        x,y=y,x+y
    }
    close(c) //这相当于内置函数，如果检测到status的
}

func main(){
    c:=make(chan int,10)
    go fibonacci(cap(c),c)
	   
	fmt.Println(len(c))
    for  z:=0;z<10+10;z++ {
		value,status:= <-c
		fmt.Println(value)
		fmt.Println(status)
    }
}
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