go语言学习笔记-语言详解

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概述

简介

在函数内部，可以省略var关键字，使用更简单的定义模式。

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fun main() {
    x := 100
    fmt.Println(x)
}

流程控制可以省略条件判断：

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switch {
case x > 0:
    println("x")
case x < 0:
    println("-x")
default:
    println("0")
}

for x < 5相当于while(x < 5)，for相当于while(true)。
在迭代遍历时，for i, n := range x可以返回索引。

函数是第一类型，可以作为参数或返回值。

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func test(x int) func() { // 返回函数类型
    return func() { // 匿名函数
        println(x) // 闭包
    }
}

结构体可以匿名嵌入其它类型：

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type user struct {
    name string
    age byte
}

type manager struct {
    user // 匿名嵌入其它类型，类似于继承的功能
    title string
}

类型

变量

运行时内存分配操作确保变量自动初始化为二进制零值，避免出现不可预测的行为。

建议以组方式整理多行变量定义。

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var (
    x, y int
    a, s = 100, "abc"
)

易错点：

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var x = 100
func main() {
    println(&x, x) // 全局变量
    x := "abc" // 重新定义和初始化了同名的局部变量
    println(&x, x)

    // 退化为赋值的前提条件：最少有一个新变量被定义，且必须是同一个作用域
    x, y := 300, "abc" // x退化为赋值操作，仅y是变量定义

    f, err := os.Open("/dev/random")
    ...
    buf := make([]byte, 1024)
    n, err = f.Read(buf) // err退化赋值，n新定义，只是有好处的
}

在进行多变量赋值操作时，首先计算出所有的右值，然后再依次完成赋值操作。

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func main() {
    x, y := 1, 2
    x, y = y+3, x+2 // 先计算右值y+3, x+2，然后再对x, y变量赋值

    println(x, y)
    // 5 3
}

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go build
go tool objdump -s "main\.main" test

常量

可在函数代码块中定义常量，不曾使用的常量不会引发编译错误。

如果显示指定类型，必须确保常量左右值类型一致，需要时可做显示转换。右值不能超出常量类型取值范围，否则会引发溢出错误。

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const {
    x, y int = 99, -999
    b byte = byte(x) // x被指定为int类型，需显示转换为byte类型
    n = uint(y) // 错误：constant -999 overflows uint8
}

常量值也可以是某些编译器能计算出结果的表达式，如unsafe.Sizeof、len、cap等。

在常量组中，如不指定类型和初始化值，则与上一行非空常量右值相同。

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const (
    x uint16 = 120
    y // uint16 120
    s = "abc"
    z // string "abc"
)

如中断iota自增，则必须显示恢复。

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const (
    a = iota // 0
    b   // 1
    c = 100
    d // 100
    e = iota // 4，需要包括c,d
    f // 5
)

自增默认数据类型为int，可显示指定类型。在实际编码中，建立用自定义类型实现用途明确的枚举类型。

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const (
    a = iota // int
    b float32 = iota // float32
    c = iota // int(如不显示指定iota，则与b数据类型相同)
)

常量不会分配存储空间，通常在编译器预处理阶段直接展开，作为指令数据使用。无需像变量哪有通过内存寻址来取值，因此无法获取地址。

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const y = 0x200
func main() {
    println(&y) // error: cannot take the address of y
}

基本类型

标准库strconv可在不同进制（字符串）之间转换

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import "strconv"

func main() {
    a, _ := strconv.ParseInt("1100100", 2, 32)
    b, _ := strconv.ParseInt("0144", 8, 32)
    c, _ := strconv.ParseInt("64", 16, 32)

    println(a, b, c)

    println("0b" + strconv.FormatInt(a, 2))
    println("0" + strconv.FormatInt(a, 8))
    println("0x" + strconv.FormatInt(a, 16))
}
// 100 100 100
// 0b1100100
// 0144
// 0x64

默认浮点数类型是float64

注意别名

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byte alias for uint8
rune alias for int32

var a byte = 0x11
var b uint8 = a // 别名类型无需转换，直接赋值
var c uint8 = a + b

64位平台上int和int64结构完全一致，也分属不同类型，需显式转换

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var x int = 100
var y int64 = x // cannot use x(type int) as type int64 in assignment

引用类型

内置函数new按指定类型长度分配零值内存，返回指针，并不关心类型内部构造和初始化方式。而引用类型则必须使用make函数创建，编译器会将make转换为目标类型专用的创建函数或指令，以确保完成全部内存分配和相关属性初始化。

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func mkmap() map[string]int {
    m := make(map[string]int)
    m["a"] = 1
    return m
}

func main() {
    m := mkmap()
    println(m["a"])
}

new函数也为引用类型分配内存，但这是不完整创建，仅分配类型本身所需内存（实际就是个指针包装），并没有分配键值存储内存，也没有初始化散列桶等内部属性，因此无法正常工作。

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p := new(map[string]int) // 返回指针
m := *p
m["a"] = 1 // panic: assignment to entry in nil map(运行期错误)

类型转换

如果转换的目标是指针、单向通道或没有返回值的函数类型，那么必须使用括号，以避免造成语法分解错误。

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x := 100
// p := *int(&x)
p := (*int)(&x) // 正确写法
(<-chan int)(c)
(func())(x)

自定义类型

和var、const类似，多个type定义可合并成组，可在函数或代码块内定义局部类型。

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type ( // 组
    user struct { // 结构体
        name string
        age uint8
    }
    event func(string) bool // 函数类型
)

即便指定了基础类型，也只表明它们有相同的底层数据结构，两者间不存在任何关系，属于完全不同的两种类型。除了操作符外，自定义类型不会继承基础类型的其他信息，包括方法。不能视作别名，不能隐式转换，不能直接用于比较表达式。

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type data int
var d data = 10

var x int = d // err: cannot use d(type data) as type int in assignment

println(d == x) // err: invalid operation: d == x(mismatched types data and int)

与有明确标识符的bool、int、string等类型相比，数组、切片、字典、通道等类型与具体元素类型或长度等属性有关，故称作未命名类型，可用type为其提供具体名称，将其改变为命名类型。

具有相同声明的未命名类型被视作同一类型。

  • 具有相同基类型的指针。
  • 具有相同元素类型和长度的数组array。
  • 具有相同元素类型的切片slice。
  • 具有相同键值类型的字典map。
  • 具有相同数据类型及操作方向的通道channel。
  • 具有相同字段序列（字段名、字段类型、标签，以及字段顺序）的结构体。
  • 具有相同签名（参数和返回值列表，不包含参数名）的函数。
  • 具有相同方法集（方法名、方法签名，不包括顺序）的接口。

容易被忽视的是struct tag，它也是属于类型的组成部分，而不仅仅是原数据描述。

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var a struct {
    x int `x`
    s string `s`
}

var b struct {
    x int
    s string
}

b = a // error: cannot use a type
        // struct { x int "x"; s string "s"} as type
        // struct { x int; s string } in assignment

同样，函数的参数顺序也属于签名组成部分。

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var a func(int, string)
var b func(string, int)

b = a // error: cannot use a (type func(int, string)) as type
        // func(string, int) in assignment

未命名类型转换规则：

  • 所属类型相同
  • 基础类型相同，且其中一个是未命名类型
  • 数据类型相同，将双向通道赋值给单向通道，且其中一个是未命名类型
  • 将默认值nil赋值给切片、字典、通道、指针、函数或接口。
  • 对象实现了目标接口。
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type data [2]int
var d data = [2]int{1, 2} // 基础类型相同，右值为未命名类型

a := make(chan int, 2)
var b chan<- int = a // 双向通道转换为单向通道，其中b为未命名类型
b <- 2

表达式

运算符

除位移操作外，操作数类型必须相同。如果其中一个是无显式类型声明的常量，那么该常量操作数会自动转型。

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const v = 20 // 无显式类型声明的常量
var a byte = 10
b := v + a // v自动转换为byte/uint8类型

const c float32 = 1.2
d := c + v // v自动转换为float32类型

位移右操作数必须是无符号整数，或可以转换的无显式类型常量。如果是非常量位移表达式，那么会优先将无显式类型的常量左操作数转型。

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a := 1.0 << 3                // 常量表达式（包括常量展开）
fmt.Printf("%T, %v\n", a, a) // int, 8

var s uint = 3
// b := 1.0 << s // invalid operation: 1.0 << s (shift of type float64)
// fmt.Printf("%T, %v\n", b, b)

var c int32 = 1.0 << s       // 自动将1.0转换为int32类型
fmt.Printf("%T, %v\n", c, c) // int32, 8

按位清除，a &^ b 比如 0110 &^ 1011 = 0100

自增、自减不再是运算符，只能作为独立语句，不能用于表达式。

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a := 1
++a // unexpected ++ (不能前缀)
if (a++) > 1 { // 不能作为表达式使用
}

p := &a
*p++ /// 相当于(*p)++

并非所有对象都能取地址操作，但变量总是能正确返回。

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m := map[string]int{"a": 1}
println(&m["a"])
// invalid operation: cannot take address of m["a"] (map index expression of type int)

指针类型支持相等运算符，但不能做加减法运算和类型转换。如果两个指针指向同一个地址，或都是nil，那么它们相等。

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x := 10
p := &x

p++ // 无效操作：p++(non-numeric type *int)
var p2 *int = p + 1 // 无效操作：p + 1 (mismatched types *int and int)

p2 = &x
println(p == p2)

可通过unsafe.Pointer将指针转换为unintptr后进行加减运算，但可能会造成非法访问。Pointer类似C语言中的void *万能指针，可用来转换指针类型。它能安全持有对象或对象成员，但uintptr不行。后者仅是一种特殊整形，并不引用目标对象，无法阻止垃圾回收器回收对象内存。

零长度对象的地址是否相等和具体的实现版本有关，不过肯定不等于nil。

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var a, b struct{}
println(&a == &b, &a == nil) // true false

即便长度为0，可该对象依然是“合法存在”的，拥有合法内存地址，这与nil语义完全不同。
在runtime/malloc.go里有个zerobase全局变量，所有通过mallocgc分配的零长度对象都使用该地址。不过上例中，对象a、b在栈上分配，并未调用mallocgc函数。

初始化

对复合类型（数组、切片、字典、结构体）变量初始化时，有一些语法限制。

  • 初始化表达式必须包含类型标签。
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var a data = data{1, "abc"}
var d data = {1, "abc"} // error: 缺类型标签

流控制

比较特别的是对初始化语句的支持，可定义块局部变量或执行初始化函数。

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if xinit(); x == 0 { // 优先执行xinit函数
    println("a")
}

多个case匹配条件，命中其中一个即可。

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switch x {
    case a, b: // 支持非常量值
        println("a | b")
}

switch同样支持初始化语句，按从上到下、从左到右顺序匹配case执行。只有全部匹配失败时，才会执行default块。

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switch x := 5; x {
    case 5:
        x += 50
        println(x)
    default: // 编译器确保不会先执行default块
        x += 100
        println(x)
}

相邻的空case不构成多条件匹配。

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switch x {
    case a: // 单条件，内容为空。隐式"case a: break;"
    case b:
        println("b")
}

不能出现重复的case常量值。

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func main() {
    switch x := 5; x {
        case 5:
            println("a")
        case 6, 5: // error: duplicate case 5 in switch
            println("b")
    }
}

无须显式执行break语句，case执行完毕后自动中断。如须贯通后续case(源码顺序)，须执行fallthrough，但不再匹配后续条件表达式。

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switch x := 5; x {
    default:
        println(x)
    case 5:
        x += 10
        println(x)

        fallthrough // 继续执行下一case，但不再匹配条件表达式
    case 6:
        x += 20
        println(x)

        // fallthrough // 如果在此继续fallthrough，不会执行default，完全按源码顺序，导致"cannot fall through final case in swith" 错误
}

fallthrough必须放在case块结尾，可使用break语句阻止。

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switch x := 5; x {
    case 5:
        x += 10
        println(x)

        if x >= 15 {
            break // 终止，不再执行后续语句
        }

        fallthrough // 必须是case块的最后一条语句

    case 6:
        x += 20
        println(x)
}

某些时候，switch还被用来替换if语句。被省略的switch条件表达式默认值为true，继而与case比较表达式结构匹配。

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switch x := 5; { // 相当于"switch x := 5; true { ... }"
    case x > 5:
        println("a")
    case x > 0 && x <= 5: // 不能写成"case x > 0, x <= 5"，因为多条件是OR关系
        println("b")
    default:
        println("z")
}

仅有for一种循环语句，但常用方式都支持。

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for i := 0; i < 3;  i++ {
}

for x < 10 { // 类似while x < 10 {}或for ; x < 10 ; {}
    x++
}

for { // 类似while true {} 或 for true {}
    break
}

初始化语句仅被执行一次。条件表达式中如有函数调用，须确认是否会重复执行。可能会被编译器优化掉，也可能是动态结果须每次执行确认。

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for i, c := 0, count(); i < c; i++ { // 初始化语句的count函数仅执行一次
    println("a", i)
}

c := 0
for c < count() { // 条件表达式中的count重复执行
    println("b", c)
    c++
}

函数

函数只能判断其是否为nil，不支持其他比较操作。

从函数返回局部变量指针是安全的，编译器会通过逃逸分析来决定是否在堆上分配内存，如果运行函数内联，局部变量可能直接分配到栈上。

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func test() *int {
    a := 0x100
    return &a
}

func main() {
    var a *int = test()
    println(a, *a) // 0xc82007400 256
}

表面上看，指针类型的行参性能更好一些，但实际上得具体分析。被复制的指针会延长目标对象生命周期，还可能会导致它被分配到堆上，那么其性能消耗就得加上堆内存分配和垃圾回收的成本。

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func test(p *int) { // 延长p生命周期
    go func() {
        println(p)
    }()
}

func main() {
    x := 100
    p := &x
    test(p)
}

变参本质上就是一个切片。只能接收一到多个同类型参数，且必须放在列表尾部。

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func test(s string, a ...int) {
    fmt.Printf("%T, %v\n", s, a)
}

func main() {
    test("abc", 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)
}
// []int, [1 2 3 4 5 6 7]

将切片作为变参时，需要进行展开操作。如果是数组，先将其转换为切片。

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func test(a ...int) {
    fmt.Println(a)
}

func main() {
    a := [3]int{10, 20, 30}
    test(a[:]...)
}

命名返回值和参数一样，可当作函数局部变量使用，最后由return隐式返回。

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func div(x, y int) (z int, err error) {
    if y == 0 {
        err = errors.New("division by zero")
        return
    }
    z = x / y
    return // 相当于"return z, err"
}

如果返回值类型能明确表示其含义，就尽量不要对其命名。

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func NewUser() (*User, error)

nephen wechat
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