golang 简明教程 - Golang教程网

1.Go 安装

最新版本下载地址官方下载 golang.org

使用 Linux，可以用如下方式快速安装

$ wget https://studygolang.com/dl/golang/go1.17.7.linux-amd64.tar.gz
$ tar -zxvf go1.17.7.linux-amd64.tar.gz
$ sudo mv go /usr/local/

$ go version
go version go1.17.7 linux/amd64

Go 1.11

$ go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct

~/.profile

export GOPROXY=https://goproxy.cn

go mod 是官方的包管理工具，之前有非官方的包管理工具，例如：go vendor等工具

2.Hello World

main.go

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("Hello World!")
}

go run main.gogo run .

1
2

$ go run .
Hello World!

如果强制启用了 Go Modules 机制，即环境变量中设置了 GO111MODULE=on，则需要先初始化模块 go mod init hello
否则会报错误：go: cannot find main module; see ‘go help modules’

我们的第一个 Go 程序就完成了，接下来我们逐行来解读这个程序：

main

go run main.go，其实是 2 步：

go build main.go：编译成二进制可执行程序
./main：执行该程序

3 变量与内置数据类型

3.1 变量(Variable)

int a = 1

1
2
3

var a int // 如果没有赋值，默认为0
var a int = 1 // 声明时赋值
var a = 1 // 声明时赋值

var a = 1

1
2

a := 1
msg := "Hello World!"

3.2 简单类型

空值：nil

整型类型： int(取决于操作系统), int8, int16, int32, int64, uint8, uint16, …

浮点数类型：float32, float64

字节类型：byte (等价于uint8)

字符串类型：string

布尔值类型：boolean，(true 或 false)

var a int8 = 10
var c1 byte = 'a'
var b float32 = 12.2
var msg = "Hello World"
ok := false

3.3 字符串

在 Go 语言中，字符串使用 UTF8 编码，UTF8 的好处在于，如果基本是英文，每个字符占 1 byte，和 ASCII 编码是一样的，非常节省空间，如果是中文，一般占3字节。包含中文的字符串的处理方式与纯 ASCII 码构成的字符串有点区别。

我们看下面的例子：

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)
func main() {
    str1 := "Golang"
    str2 := "Go语言"
    fmt.Println(reflect.TypeOf(str2[2]).Kind()) // uint8
    fmt.Println(str1[2], string(str1[2]))       // 108 l
    fmt.Printf("%d %c\n", str2[2], str2[2])     // 232 è
    fmt.Println("len(str2)：", len(str2))       // len(str2)： 8
}

str2[2]语len(str2)

正确的处理方式是将 string 转为 rune 数组

str2 := "Go语言"
runeArr := []rune(str2)
fmt.Println(reflect.TypeOf(runeArr[2]).Kind()) // int32
fmt.Println(runeArr[2], string(runeArr[2]))    // 35821 语
fmt.Println("len(runeArr)：", len(runeArr))    // len(runeArr)： 4

[]rune

3.4 数组(array)与切片(slice)

声明数组

1
2

var arr [5]int     // 一维
var arr2 [5][5]int // 二维

声明时初始化

1
2

var arr = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
// 或 arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

[]

arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
for i := 0; i < len(arr); i++ {
	arr[i] += 100
}
fmt.Println(arr)  // [101 102 103 104 105]

数组的长度不能改变，如果想拼接2个数组，或是获取子数组，需要使用切片。切片是数组的抽象。切片使用数组作为底层结构。切片包含三个组件：容量，长度和指向底层数组的指针,切片可以随时进行扩展

声明切片：

slice1 := make([]float32, 0) // 长度为0的切片
slice2 := make([]float32, 3, 5) // [0 0 0] 长度为3容量为5的切片
fmt.Println(len(slice2), cap(slice2)) // 3 5

使用切片：

// 添加元素，切片容量可以根据需要自动扩展
slice2 = append(slice2, 1, 2, 3, 4) // [0, 0, 0, 1, 2, 3, 4]
fmt.Println(len(slice2), cap(slice2)) // 7 12
// 子切片 [start, end)
sub1 := slice2[3:] // [1 2 3 4]
sub2 := slice2[:3] // [0 0 0]
sub3 := slice2[1:4] // [0 0 1]
// 合并切片
combined := append(sub1, sub2...) // [1, 2, 3, 4, 0, 0, 0]

sub2...

3.5 字典(键值对，map)

map 类似于 java 的 HashMap，Python的字典(dict)，是一种存储键值对(Key-Value)的数据解构。使用方式和其他语言几乎没有区别。

// 仅声明
m1 := make(map[string]int)
// 声明时初始化
m2 := map[string]string{
	"Sam": "Male",
	"Alice": "Female",
}
// 赋值/修改
m1["Tom"] = 18

3.6 指针(pointer)

*&

str := "Golang"
var p *string = &str // p 是指向 str 的指针
*p = "Hello"
fmt.Println(str) // Hello 修改了 p，str 的值也发生了改变

一般来说，指针通常在函数传递参数，或者给某个类型定义新的方法时使用。Go 语言中，参数是按值传递的，如果不使用指针，函数内部将会拷贝一份参数的副本，对参数的修改并不会影响到外部变量的值。如果参数使用指针，对参数的传递将会影响到外部变量。

例如：

func add(num int) {
	num += 1
}

func realAdd(num *int) {
	*num += 1
}

func main() {
	num := 100
	add(num)
	fmt.Println(num)  // 100，num 没有变化

	realAdd(&num)
	fmt.Println(num)  // 101，指针传递，num 被修改
}

4 流程控制(if, for, switch)

4.1 条件语句 if else

age := 18
if age < 18 {
	fmt.Printf("Kid")
} else {
	fmt.Printf("Adult")
}

// 可以简写为：
if age := 18; age < 18 {
	fmt.Printf("Kid")
} else {
	fmt.Printf("Adult")
}

4.2 switch

type Gender int8
const (
	MALE   Gender = 1
	FEMALE Gender = 2
)

gender := MALE

switch gender {
case FEMALE:
	fmt.Println("female")
case MALE:
	fmt.Println("male")
default:
	fmt.Println("unknown")
}
// male

type

switch gender {
case FEMALE:
	fmt.Println("female")
	fallthrough
case MALE:
	fmt.Println("male")
	fallthrough
default:
	fmt.Println("unknown")
}
// 输出结果
// male
// unknown

4.3 for 循环

一个简单的累加的例子，break 和 continue 的用法与其他语言没有区别。

sum := 0
for i := 0; i < 10; i++ {
	if sum > 50 {
		break
	}
	sum += i
}

对数组(arr)、切片(slice)、字典(map) 使用 for range 遍历：

nums := []int{10, 20, 30, 40}
for i, num := range nums {
	fmt.Println(i, num)
}
// 0 10
// 1 20
// 2 30
// 3 40
m2 := map[string]string{
	"Sam":   "Male",
	"Alice": "Female",
}

for key, value := range m2 {
	fmt.Println(key, value)
}
// Sam Male
// Alice Female

5 函数(functions)

5.1 参数与返回值

funcpackage mainfunc main()

1
2
3

func funcName(param1 Type1, param2 Type2, ...) (return1 Type3, ...) {
    // body
}

例如，实现2个数的加法（一个返回值）和除法（多个返回值）：

func add(num1 int, num2 int) int {
	return num1 + num2
}

func div(num1 int, num2 int) (int, int) {
	return num1 / num2, num1 % num2
}
func main() {
	quo, rem := div(100, 17)
	fmt.Println(quo, rem)     // 5 15
	fmt.Println(add(100, 17)) // 117
}

也可以给返回值命名，简化 return，例如 add 函数可以改写为

func add(num1 int, num2 int) (ans int) {
	ans = num1 + num2
	return
}

5.2 错误处理(error handling)

os.Openos.Open*Fileerror

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	_, err := os.Open("filename.txt")
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
	}
}

// open filename.txt: no such file or directory

errorw.New

import (
	"errors"
	"fmt"
)

func hello(name string) error {
	if len(name) == 0 {
		return errors.New("error: name is null")
	}
	fmt.Println("Hello,", name)
	return nil
}

func main() {
	if err := hello(""); err != nil {
		fmt.Println(err)
	}
}
// error: name is null

error 往往是能预知的错误，但是也可能出现一些不可预知的错误，例如数组越界，这种错误可能会导致程序非正常退出，在 Go 语言中称之为 panic。

func get(index int) int {
	arr := [3]int{2, 3, 4}
	return arr[index]
}

func main() {
	fmt.Println(get(5))
	fmt.Println("finished")
}

$ go run .
panic: runtime error: index out of range [5] with length 3
goroutine 1 [running]:
exit status 2

try...catchtrycatchdeferrecover

func get(index int) (ret int) {
	defer func() {
		if r := recover(); r != nil {
			fmt.Println("Some error happened!", r)
			ret = -1
		}
	}()
	arr := [3]int{2, 3, 4}
	return arr[index]
}

func main() {
	fmt.Println(get(5))
	fmt.Println("finished")
}

$ go run .
Some error happened! runtime error: index out of range [5] with length 3
-1
finished

在 get 函数中，使用 defer 定义了异常处理的函数，在协程退出前，会执行完 defer 挂载的任务。因此如果触发了 panic，控制权就交给了 defer。
在 defer 的处理逻辑中，使用 recover，使程序恢复正常，并且将返回值设置为 -1，在这里也可以不处理返回值，如果不处理返回值，返回值将被置为默认值 0。

6 结构体，方法和接口

6.1 结构体(struct) 和方法(methods)

hello()

type Student struct {
	name string
	age  int
}

func (stu *Student) hello(person string) string {
	return fmt.Sprintf("hello %s, I am %s", person, stu.name)
}

func main() {
	stu := &Student{
		name: "Tom",
	}
	msg := stu.hello("Jack")
	fmt.Println(msg) // hello Jack, I am Tom
}

Student{field: value, ...}funchellostu*Studentname实例名.方法名(参数)

new

func main() {
	stu2 := new(Student)
	fmt.Println(stu2.hello("Alice")) // hello Alice, I am  , name 被赋予默认值""
}

6.2 接口(interfaces)

一般而言，接口定义了一组方法的集合，接口不能被实例化，一个类型可以实现多个接口。

PersongetName()getAge()

type Person interface {
	getName() string
}

type Student struct {
	name string
	age  int
}

func (stu *Student) getName() string {
	return stu.name
}

type Worker struct {
	name   string
	gender string
}

func (w *Worker) getName() string {
	return w.name
}

func main() {
	var p Person = &Student{
		name: "Tom",
		age:  18,
	}

	fmt.Println(p.getName()) // Tom
}

Student

(*Student).getName()

*Student does not implement Person (missing getName method)

(*Worker).getName()

1
2

var _ Person = (*Student)(nil)
var _ Person = (*Worker)(nil)

将空值 nil 转换为 *Student 类型，再转换为 Person 接口，如果转换失败，说明 Student 并没有实现 Person 接口的所有方法。
Worker 同上。

实例可以强制类型转换为接口，接口也可以强制类型转换为实例。

func main() {
	var p Person = &Student{
		name: "Tom",
		age:  18,
	}

	stu := p.(*Student) // 接口转为实例
	fmt.Println(stu.getAge())
}

6.3 空接口

如果定义了一个没有任何方法的空接口，那么这个接口可以表示任意类型。例如

func main() {
	m := make(map[string]interface{})
	m["name"] = "Tom"
	m["age"] = 18
	m["scores"] = [3]int{98, 99, 85}
	fmt.Println(m) // map[age:18 name:Tom scores:[98 99 85]]
}

7 并发编程(goroutine)

7.1 sync

Go 语言提供了 sync 和 channel 两种方式支持协程(goroutine)的并发。

例如我们希望并发下载 N 个资源，多个并发协程之间不需要通信，那么就可以使用 sync.WaitGroup，等待所有并发协程执行结束。

import (
	"fmt"
	"sync"
	"time"
)

var wg sync.WaitGroup

func download(url string) {
	fmt.Println("start to download", url)
	time.Sleep(time.Second) // 模拟耗时操作
	wg.Done()
}

func main() {
	for i := 0; i < 3; i++ {
		wg.Add(1)
		go download("a.com/" + string(i+'0'))
	}
	wg.Wait()
	fmt.Println("Done!")
}

wg.Add(1)：为 wg 添加一个计数，wg.Done()，减去一个计数。
go download()：启动新的协程并发执行 download 函数。
wg.Wait()：等待所有的协程执行结束。

$  time go run .
start to download a.com/2
start to download a.com/0
start to download a.com/1
Done!

real    0m1.563s

可以看到串行需要 3s 的下载操作，并发后，只需要 1s。

7.2 channel

var ch = make(chan string, 10) // 创建大小为 10 的缓冲信道

func download(url string) {
	fmt.Println("start to download", url)
	time.Sleep(time.Second)
	ch <- url // 将 url 发送给信道
}

func main() {
	for i := 0; i < 3; i++ {
		go download("a.com/" + string(i+'0'))
	}
	for i := 0; i < 3; i++ {
		msg := <-ch // 等待信道返回消息。
		fmt.Println("finish", msg)
	}
	fmt.Println("Done!")
}

使用 channel 信道，可以在协程之间传递消息。阻塞等待并发协程返回消息。

$ time go run .
start to download a.com/2
start to download a.com/0
start to download a.com/1
finish a.com/2
finish a.com/1
finish a.com/0
Done!

real    0m1.528s

8 单元测试(unit test)

calc.gocalc_test.gocalc_test.go

// calc.go
package main

func add(num1 int, num2 int) int {
	return num1 + num2
}

// calc_test.go
package main

import "testing"

func TestAdd(t *testing.T) {
	if ans := add(1, 2); ans != 3 {
		t.Error("add(1, 2) should be equal to 3")
	}
}

go test-v

$ go test -v
=== RUN   TestAdd
--- PASS: TestAdd (0.00s)
PASS
ok      example 0.040s

9 包(Package)和模块(Modules)

9.1 Package

一般来说，一个文件夹可以作为 package，同一个 package 内部变量、类型、方法等定义可以相互看到。

calc.gomain.go

// calc.go
package main

func add(num1 int, num2 int) int {
	return num1 + num2
}

// main.go
package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println(add(3, 5)) // 8
}

go run main.go

./main.go:6:14: undefined: add

go run main.go

1
2

$ go run main.go calc.go
8

或

1
2

$ go run .
8

Go 语言也有 Public 和 Private 的概念，粒度是包。如果类型/接口/方法/函数/字段的首字母大写，则是 Public 的，对其他 package 可见，如果首字母小写，则是 Private 的，对其他 package 不可见。

9.2 Modules

go mod

在一个空文件夹下，初始化一个 Module

1
2

$ go mod init example
go: creating new go.mod: module example

go.mod

main.go

package main

import (
	"fmt"

	"rsc.io/quote"
)

func main() {
	fmt.Println(quote.Hello())  // Ahoy, world!
}

go run .rsc.io/quotego.mod

module example

go 1.13

require rsc.io/quote v3.1.0+incompatible

我们在当前目录，添加一个子 package calc，代码目录如下：

demo/
   |--calc/
      |--calc.go
   |--main.go

calc.go

package calc

func Add(num1 int, num2 int) int {
	return num1 + num2
}

import 模块名/子目录名

package main

import (
	"fmt"
	"example/calc"

	"rsc.io/quote"
)

func main() {
	fmt.Println(quote.Hello())
	fmt.Println(calc.Add(10, 3))
}

1
2
3

$ go run .
Ahoy, world!
13