#2.3 流程和函数
这小节我们要介绍Go里面的流程控制以及函数操作
##流程控制
流程控制是最伟大的发明了,因为有了它,你可以通过很简单的描述来表达很复杂的事情
###if
if语法也许是所有语言里面最常见的一种语法了,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
条件语法中不需要括号,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里面允许声明一个变量,这个变量的作用域只能在该条件中,出了这个条件就不起作用了,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
跳转到一定是当前函数内定义的标签。例如假设这样一个循环:
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
}
标签名是大小写敏感的。
###for
Go里面最强大的一个控制逻辑就是for
,它即可以用来循环读取数据,又可以当作while
来控制逻辑,还能迭代操作。它的语法如下
for expression1; expression2; expression3 {
...
}
expression1
、expression2
和expression3
都是表达式,其中expression1
和expression3
是变量声明或者函数调用返回值之类的,expression2
是条件判断,expression1
在循环开始之前调用,expression3
在每轮循环结束之时调用。
一个例子比上面讲那么多更有用,那么我们看看下面的例子吧
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
有些时候有多个需要操作的赋值操作,由于Go里面没有,
操作,那么可以使用平行赋值i, j = i+1, j-1
有些时候如果我们忽略expression1
和expression3
:
sum := 1
for ; sum < 1000; {
sum += sum
}
其中;
也可以省略,那么就变成如下的代码了,是不是似曾相识,对,这就是while
的功能
sum := 1
for sum < 1000 {
sum += sum
}
在循环里面有两个关键操作break
和continue
,break
操作是跳出当前循环,continue
是跳出本次循环,当嵌套过深的时候,break
可以配合标签使用,即跳出标签所指定的循环,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
break
和continue
还可以跟着标号,用来跳到多重循环中的外层循环
for
配合range
可以用于读取slice
和map
的数据:
for k,v:=range map {
fmt.Println("map's key:",k)
fmt.Println("map's val:",v)
}
其中还可以使用_
来扔掉不需要的返回值
###switch
有些时候你需要写很多的if/else
来实现一些逻辑处理,这个时候代码看上去就很丑很冗长,而且也不易于以后的维护,这个时候switch
就能很好的解决这个问题,它的语法如下
switch sExpr {
case expr1:
some instructions
case expr2:
some other instructions
case expr3:
some other instructions
default:
other code
}
sExpr
和expr1
、expr2
、expr3
的类型必须一致。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")
}
在第5行中,我们把很多值聚合在了一个case
里面,同时,Go里面switch
默认相当于每个case
后面带有break
,匹配成功后不会自动向下尝试,而是跳出整个switch
了,但是可以使用fallthrough
使其这样做。
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
函数是Go里面的核心设计,它通过关键字func
来声明,它的格式如下
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
}
上面的代码我们看出
- 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
output1
和output2
,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,那么你可以省略用以包括返回值的括号
- 如果没有返回值,那么就直接省略最后的返回信息
下面我们来看一个实际应用函数的例子(用来计算Max值)
package main
import "fmt"
//返回a、b中最大值.
func max(a, b int) int {
if a > b {
return a
}
return b
}
func main() {
x := 3
y := 4
z := 5
max_xy := max(x, y) //调用函数max(x, y)
max_xz := max(x, z) //调用函数max(x, z)
fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, y, max_xy)
fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", x, z, max_xz)
fmt.Printf("max(%d, %d) = %d\n", y, z, max(y,z)) //just call it here
}
上面这个里面我们可以看到max
函数有两个参数,它们的类型都是int
,那么第一个变量的类型可以省略,默认为离它最近的类型,同理多于2个同类型的变量或者返回值。同时我们注意到它的返回值就是一个类型,这个就是省略写法。
###多个返回值 Go语言和C相比,更先进的地方,其中一点就是能够返回多个值,也许这个思想来源于Python。
我们直接上代码看例子
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。但是当你的函数如果是导出的(首字母大写),官方建议,不要命名返回值名称,因为这样会造成生成的文档不易读。
func SumAndProduct(A, B int) (add int, Multiplied int) {
add = A+B
Multiplied = A*B
return
}
###变参 Go函数支持变参。接受变参的函数是有着不定数量的参数的。为了做到这点,首先需要定义函数使其接受变参:
func myfunc(arg ...int) {}
arg ...int
告诉Go这个函数接受不定数量的参数。注意,这些参数的类型全部是int
。在函数体中,变量arg
是一个int
的slice
:
for _, n := range arg {
fmt.Printf("And the number is: %d\n", n)
}
###传值与传指针 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,因为我们作用在了copy上面。
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,只是传内存地址,我们可以通过指针高效的传递大的结构体。如果传值的话,那么每次传递, 在copy上面就会花费大量的时间和内存。所以记住了,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
string
,slice
,map
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)
###defer Go里面有一个不错的设计,就是回调函数,有点类似面向对象语言里面的析构函数,当函数执行完之后再执行。特别是当你在进行一些打开资源的操作时,遇到错误需要提前返回,在返回前你需要关闭相应的资源,不然很容易造成资源泄露等问题。如下代码所示,我们一般写打开一个资源是这样操作的:
func ReadWrite() bool {
file.Open("file")
// 做一些工作
if failureX {
file.Close()
return false
}
if failureY {
file.Close()
return false
}
file.Close()
return true
}
我们看到上面有很多重复的代码,Go的defer
有效解决了这个问题。使用它后,不但代码量减少了很多,而且程序变得更优雅。在defer
后指定的函数会在函数退出前调用。
func ReadWrite() bool {
file.Open("file")
defer file.Close()
if failureX {
return false
}
if failureY {
return false
}
return true
}
如果有很多调用defer
,那么defer
是采用后进先出模式,所以如下代码会输出4 3 2 1 0
for i := 0; i < 5; i++ {
defer fmt.Printf("%d ", i)
}
###函数作为值、类型
在Go中函数也是一种变量,我们可以通过type
来定义它,它的类型就是所有拥有相同的参数,相同的返回值的一种类型
type typeName func(input1 inputType1 [, input2 inputType2 [, ...]) (result1 resultType1 [, ...])
函数作为类型到底有什么好处呢?那就是可以把这个类型的函数当做值来传递,请看下面的例子
package main
import "fmt"
type testInt func(int) bool //声明了一个函数类型
func isOdd(integer int) bool {
if integer%2 == 0 {
return false
}
return true
}
func isEven(integer int) bool {
if integer%2 == 0 {
return true
}
return false
}
//声明的函数类型在这个地方当做了一个参数
func filter(slice []int, f test_int) []int {
var result []int
for _, value := range slice {
if f(value) {
result = append(result, value)
}
}
return result
}
func main(){
slice := []int {1, 2, 3, 4, 5, 7}
fmt.Println("slice = ", slice)
odd := filter(slice, isOdd) //函数当做值来传递了
fmt.Println("Odd elements of slice are: ", odd)
even := filter(slice, isEven)//函数当做值来传递了
fmt.Println("Even elements of slice are: ", even)
}
函数当做值和类型在我们写一些通用接口的时候非常有用,通过上面例子我们看到testInt
这个类型是一个函数类型,然后两个filter
函数的参数和返回值与testInt
类型是一样的,但是我们可以实现很多种的逻辑,这样使得我们的程序变得非常的灵活。
###Panic和Recover
Go没有像Java那样的异常机制:不能抛出一个异常。作为代替,它使用了panic
和recover
机制。一定要记得,这应当作为最后的手段被使用,你的代码中应当没有,或者很少的令人恐慌的东西。这是个强大的工具,请明智地使用它。那么,应该如何使用它?
Panic
是一个内建函数,可以中断原有的控制流程,进入一个令人恐慌的流程中。当函数
F
调用panic
,函数F的执行被中断,但是F
中的延迟函数会正常执行,然后F返回到调用它的地方。在调用的地方,F
的行为就像调用了panic
。这一过程继续向上,直到发生panic
的goroutine
中所有调用的函数返回,此时程序退出。恐慌可以直接调用panic
产生。也可以由运行时错误产生,例如访问越界的数组。
Recover
是一个内建的函数,可以让进入令人恐慌的流程中的
goroutine
恢复过来。recover
仅在延迟函数中有效。在正常的执行过程中,调用recover
会返回nil
,并且没有其它任何效果。如果当前的goroutine
陷入恐慌,调用recover
可以捕获到panic
的输入值,并且恢复正常的执行。
下面这个函数演示了如何在过程中使用panic
var user = os.Getenv("USER")
func init() {
if user == "" {
panic("no value for $USER")
}
}
下面这个函数检查作为其参数的函数在执行时是否会产生panic
:
func throwsPanic(f func()) (b bool) {
defer func() {
if x := recover(); x != nil {
b = true
}
}()
f() //执行函数f,如果f中出现了panic,那么就可以恢复回来
return
}
###main
函数和init
函数
Go里面有两个保留的函数:init
函数(能够应用于所有的package
)和main
函数(只能应用于package main
)。这两个函数定义的时候必须都是没有任何参数,也没有任何返回值的。虽然一个package
里面可以随便写多个init
函数,但是对于易读性还是以后的维护性来说,我们还是强烈建议用户一个package
只写一个init
函数。
Go程序里面会自动调用init()
和main()
,所以你不需要在任何地方调用这两个函数。init
函数每个package
里面是可选的,但是对于package main
就必须包含一个main
函数。
初始化和执行程序都是开始于main
包,如果有import
其它包,那么依次import
进来。虽然有很多个包里面import
了同一个包,但是这个包只会import
一次(例如fmt
包,可能很多package
里面都会用到,但是只import
了一次,因为没有必要包含多次)。当一个package
被import
进来的时候,如果它本身还import
了其它包,那么先执行import
其它包,然后执行这个包里面的包级别的常量和变量,然后执行init
函数(如果包里面有的话)。最后所有的被main
包import
的包都加载完毕了,然后开始执行main
包里面的常量和变量的初始化,然后执行main
包里面的init
函数(如果存在的话),最后执行到了main
函数。下图详细的解释了整个的执行过程。
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