Go 语言基础知识

一、语法结构

golang源码采用UTF-8编码。空格包括：空白，tab，换行，回车。

- 标识符由字母和数字组成（外加'_')，字母和数字都是Unicode编码。

- 注释：

/* This is a comment; no nesting */
// So is this.

二、字面值(literals)类似C语言中的字面值，但数值不需要符号以及大小标志:

23
0x0FF
1.234e7类似C中的字符串，但字符串是Unicode/UTF-8编码的。同时，\xNN总是有2个数字；\012总是3；两个都是字节：
"Hello, world\n"
"\xFF" // 1 byte
"\u00FF" // 1 Unicode char, 2 bytes of UTF-8
原生字符串：`\n\.abc\t\` == "\\n\\.abc\\t\\"

三、语法概述

golang基本上就是类C的语法，但使用反转的类型和声明，并使用关键字作为每个声明的开头。

var a int
var b, c *int // 注意与C的不同
var d []int
type S struct { a, b int }

基本的控制结构也十分熟悉：

if a == b { return true } else { return false }
for i = 0; i < 10; i++ { … }
注意：没有圆括号，但需要大括号。

后续会有更多有关这方面的内容。

四、分号

分号作为语句终止符号，但：
- 如果前一个符号是语句的结尾，那词法分析程序将自动在行尾插入一个分号
- 注意：比JavaScript的规则更清晰和简单
因此，下面的程序不需要分号：

package main

const three = 3
var i int = three

func main() { fmt.Printf("%d\n", i) }

在实际中，Go源码在for和if子句之外几乎都没有用到分号。

五、数值类型

golang数值类型(numeric types)是原生内置的，也是为大家所熟知的：

int uint
int8 uint8 = byte
int16 uint16
int32 uint32 float32 complex64
int64 uint64 float64 complex128

还有uintptr，一个大小足够存储一个指针的数值。

这些都是互不相同的类型；int不等于是int32，即便是在一个32位的机器上。

没有隐式类型转换(不过不要恐慌)。

Bool
普通的布尔类型bool，取值true和false(预定义的常量)。

if语句等使用布尔表达式。

指针类型和整型不是布尔类型。

string
原生内置的string类型代表不可改变的字节数组，即文本。string类型是用长度定界的，而不是以结尾0终止的。

字符串字面值是string类型。

和整型一样不可改变。可重新赋值，但不能修改其值。

正如"3"总是3，"hello"也总是"hello"。

Go语言对字符串操作提供了良好的支持。

六、表达式(Expressions)

大多都是类C语言的操作符。

二元操作符：

优先级 操作符 备注

5 * / % << >> & &^ &^是位清理操作符
4 + – | ^ ^是异或(xor)
3 == != < <= > >=
2 &&
1 ||

一元操作符包括：& ! * + – ^(外加用于通信的<-)
一元操作符^是求补码/反码操作。

Go vs. C表达式
可以让C程序员惊喜的是：

更少的优先级层次(应该容易)。
^替代了~
++和–不再是表达式操作符(x++是一个语句，不是表达式；*p++是(*p)++，而不是*(p++))
&^是新操作符，在常量表达式中很有用
<<和>>等需要一个无符号的移位计数。

无惊喜的是：

赋值操作与所期望的一样：+= <<= &^=等
表达式总体看起来相似(下标、函数调用等)

例子
+x
23 + 3*x[i]
x <= f()
^a >> b
f() || g()
x == y + 1 && <-ch > 0
x &^ 7 // x with the low 3 bits cleared
fmt.Printf("%5.2g\n", 2*math.Sin(PI/8))
7.234/x + 2.3i

"hello, " + "world" // concatenation
// no C-like "a" "b"

数值转型
将一个数值从一个类型转换为另一个类型称为一次转型，其语法形式有点类似函数调用：

uint8(intVar) //截断到相应的大小
int(float64Var) //片段截断
float64(intVar) //转为float64

一些涉及string类型的转型：

string(0×1234) // == "\u1234"
string(sliceOfBytes) // bytes -> bytes
string(sliceOfInts) // ints -> Unicode/UTF-8
[]byte("abc") // bytes -> bytes
[]int("日本語") // Unicode/UTF-8 -> ints

切片(slice)与数组相关，稍后会有更多相关内容。

七、常量

数值常量是"理想数"：没有大小或标志，因此没有U、L或UL作结尾。

077 // 八进制
0xFEEDBEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEF //十六进制
1 << 100

下面是整数和浮点数值，字面值的语法决定其类型：

1.234e5 // 浮点
1e2 // 浮点
3.2i // 浮点虚数
100 // 整数

常量表达式
浮点和整型常量可以任意组合，最终表达式的类型由常量的类型决定。操作自身也取决于类型。

2*3.14 // 浮点: 6.28
3./2 // 浮点：1.5
3/2 // 整型：1
3+2i // 复数：3.0 + 2.0i

// 高精度
const Ln2 = 0.69314718055994530941723212145817656807
const Log2E = 1/Ln2

数值的表示范围足够大(目前最大用1024位表示)。

理想数的结果
Go语言允许无需显式转型的情况下使用常量，前提是常量值可以被其类型表示(没有必要进行转型；其值表示起来没问题)：

var million int = 1e6 //float语法在这里可以使用
math.Sin(1)

常量必须可以被其类新表示。例如：^0的值为-1，不在0-255的范围内。

uint8(^0) //错误：-1无法用uint8类型表示
^uint8(0) //OK
uint8(350) //错误：350无法用uint8类型表示
uint8(35.0) //OK: 35
uint8(3.5) //错误：3.5无法用uint8类型表示

八、声明

golang声明以一个关键字开头(var, const，type和func)，并且与C中的声明次序相反：

var i int
const PI = 22./7.
type Point struct { x, y int }
func sum(a, b int) int { return a + b }

为何要以相反次序声明呢？早期的一个例子：

var p, q *int

p和q的类型都是*int。并且函数读起来更佳，并且与其他声明一致。还有一个原因，马上道来。

Var
变量声明以var开头。

它们可以有一个类型或一个初始化表达式；至少应有一个或二者都有。初始化表达式应该与变量匹配(还有类型！)。

var i int
var j = 365.245
var k int = 0
var l, m uint64 = 1, 2
var nanoseconds int64 = 1e9 // float64 constant!
var inter, floater, stringer = 1, 2.0, "hi"

分派var
总是输入var让人生厌。我们可以通过括号让多个变量声明成为一组：

var (
i int
j = 356.245
k int = 0
l, m uint64 = 1, 2
nanoseconds int64 = 1e9
inter, floater, stringer = 1, 2.0, "hi"
)

这种形式适用于const,type, var，但不能用于func。

=:"短声明"
在函数内(只有在函数内这一种情况下)，下面形式的声明：
var v = value

可以被缩短成：
v := value

(这就是另外一个名字、类型倒序的原因)

类型就是值的类型(对于理想数，相应的类型是int或float64或complex128)
a, b, c, d, e := 1, 2.0, "three", FOUR, 5e0i

这种形式的声明使用很频繁，并且在诸如for循环初始化表达式中也可以使用。

Const
常量声明以const开头。

它们必须有一个常量表达式，可在编译期间求值，作为初始化表达式，可以拥有一个可选的类型修饰符。

const Pi = 22./7.
const AccuratePi float64 = 355./113
const beef, two, parsnip = "meat", 2, "veg"
const (
Monday, Tuesday, Wednesday = 1, 2, 3
Thursday, Friday, Saturday = 4, 5, 6
)

Iota
常量声明可以使用计数器：iota，每个const块中的iota都从0开始计数，在每个隐式的分号(行尾)自增。

const (
Monday = iota // 0
Tuesday = iota // 1
)

速记：重复上一个类型和表达式。

const (
loc0, bit0 uint32 = iota, 1<<iota //0，1
loc1, bit1 //1，2
loc2, bit2 //2，4
)

Type
类型声明以type开头。

我们后续会学习更多类型，不过先这里举几个例子：

type Point struct {
x, y, z float64
name
string
}
type Operator func(a, b int) int
type SliceOfIntPointers []*int

我们稍后会回到函数。

New
内置函数new用于分配内存。其语法类似一个函数调用，以类型作为参数，与C++中的new类似。返回一个指向已分配对象的指针。

var p *Point = new(Point)
v := new(int) // v的类型为*int

稍后我们将看到如何构建切片(slice)

Go语言中没有用于内存释放的delete或free。Go具备垃圾回收功能。

赋值
赋值是容易和熟悉的：

a = b

但Go还支持多项赋值：

x, y, z = f1(), f2(), f3()
a, b = b, a //交互a,b的值

函数支持多个返回值(稍后有更多细节)：

nbytes, error := Write(buf)

九、控制结构

与C类似，但很多地方有不同。

Go支持if、for和switch。

正如之前说的，无需小括号，但大括号是必要的。

如果将它们看为一组，它们的用法很规律。例如，if、for和switch都支持初始化语句。

控制结构的形式
后续会有细节，但总体上：

if和switch语句以1元素和2元素形式呈现，后面详细讲解。

for循环具有1元素和3元素的形式：

1元素形式等价于C语言中的while：
for a {}
3元素形式等价于C语言中的for：
for a;b;c {}

在所有这些形式里，任何元素都可以是空。

if
基本形式是大家所熟知的，但已经没有了"else悬挂"问题了：

if x < 5 { less() }
if x < 5 { less() } else if x == 5 { equal() }

支持初始化语句；需要分号。

if v := f(); v < 10 {
fmt.Printf("%d less than 10\n", v)
} else {
fmt.Printf("%d not less than 10\n", v)
}

与多元函数一起使用更有益处：

if n, err = fd.Write(buf); err != nil { … }

省略条件意为true，在这里没有什么用。但在for，switch语句中尤其有用。

for
基本形式是大家所熟知的：
for i := 0; i < 10; i++ { … }

省略条件意为true:

for ;; { fmt.Printf("looping forever") }

而且你还可以省略分号：

for { fmt.Printf("Mine! ") }

不要忘记多项赋值：
for i,j := 0,N; i < j; i,j = i+1,j-1 {…}

(Go中没有像C中那样的逗号操作符)

switch细节
switch与C中的switch有些类似。

不过，有一些语法和语义的重要不同之处：
- 表达式不必一定是常量，甚至可以不必是int。
- 没有自动的fall through
- 但作为替代，语法上，最后的语句可以为fallthrough
- 多case可以用逗号分隔

switch count%7 {
case 4,5,6: error()
case 3: a *= v; fallthrough
case 2: a *= v; fallthrough
case 1: a *= v; fallthrough
case 0: return a*v
}

Switch
Go中的switch要远比C中的强大。常见的形式：

switch a {
case 0: fmt.Printf("0")
default: fmt.Printf("non-zero")
}

switch表达式可以是任意类型，如果为空，则表示true。结果类似一个if-else链：

a, b := x[i], y[j]
switch {
case a < b: return -1
case a == b: return 0
case a > b: return 1
}

或

switch a, b := x[i], y[j]; { … }

Break，continue等
break和continue语句的工作方式与C中的类似。

它们可以指定一个label并影响外层结构：

Loop: for i := 0; i < 10; i++ {
switch f(i) {
case 0, 1, 2: break Loop
}
g(i)
}

是的，那是一个goto。

十、函数

函数以func关键字开头。

如果有返回类型，返回类型放在参数的后面。return的含义和你期望的一致。

func square(f float64) float64 { return f*f }

函数支持返回多个值。这样，返回类型就是一个括号包围的列表。

func MySqrt(f float64) (float64, bool) {
if f >= 0 { return math.Sqrt(f), true }
return 0, false
}

空标识符
如果你只关心MySqrt函数返回的第一个值？你仍然需要将第二个值放在一个地方。

解决方法：使用空标识符_(下划线)。它是预声明的，可以被赋予任何无用的值。

// Don't care about boolean from MySqrt.
val, _ = MySqrt(foo())

在空标识符其他的适用场合中，我们仍然会展示它。

带结果变量(result variable)的函数
如果你给结果参数命名了，你可以将它当作实际变量使用。

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) {
if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true }
else { v,ok = 0,false }
return v,ok
}

结果变量被初始化为"0"(0，0.0,false等。根据其类型；稍后有更多有关内容)

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) {
if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true }
return v,ok
}

空返回
最后，一个没有返回表达式的return将返回结果变量的当前值。下面是另外两个MySqrt的版本：

func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) {
if f >= 0 { v,ok = math.Sqrt(f), true }
return // must be explicit
}
func MySqrt(f float64) (v float64, ok bool) {
if f < 0 { return } // error case
return math.Sqrt(f),true
}

0是什么
Go中的内存都是被初始化了的。所有变量在执行之前的声明时被初始化。如果没有显式的初始化表达式，我们将使用对应类型的"0值"。下面的循环：

for i := 0; i < 5; i++ {
var v int
fmt.Printf("%d ", v)
v = 5
}
将打印0 0 0 0 0。

0值取决于类型：数值是0；布尔是false；空字符串是""；指针，map、切片、channel是nil；结构体是0等。

Defer
defer语句负责在其所在的函数返回时执行一个函数(或方法)。其参数在到达defer语句那个时刻被求值；其函数在返回时被执行。

func data(fileName string) string {
f := os.Open(fileName)
defer f.Close()
contents := io.ReadAll(f)
return contents
}

在关闭文件描述符、解互斥锁等场合十分有用。

每Defer执行一个函数
Go按按后入先出(LIFO)次序执行一组defer函数。

func f() {
for i := 0; i < 5; i++ {
defer fmt.Printf("%d ", i)
}
}

上面代码将输出4 3 2 1 0。你可以在最后关闭所有文件描述符以及解锁所有互斥锁。

用defer跟踪代码
func trace(s string) { fmt.Println("entering:", s) }
func untrace(s string) { fmt.Println("leaving:", s) }

func a() {
 trace("a")
defer untrace("a")
fmt.Println("in a")
}

func b() {
trace("b")
defer untrace("b")
fmt.Println("in b")
a()
}

func main() { b() }

不过我们可以实现的更灵巧一些。

参数当即求值，defer稍后执行
func trace(s string) string {

fmt.Println("entering:", s)
return s
}
func un(s string) {
fmt.Println("leaving:", s)
}
func a() {
defer un(trace("a"))
fmt.Println("in a")
}
func b() {
defer un(trace("b"))
fmt.Println("in b")
a()
}
func main() { b() }

函数字面值
和在C中一样，函数不能在函数内部声明。但函数字面值却可以被赋值给变量。

func f() {
for i := 0; i < 10; i++ {
g := func(i int) { fmt.Printf("%d",i) }
g(i)
}
}

函数字面值是闭包(closure)
函数字面值实际上是闭包。

func adder() (func(int) int) {
var x int
return func(delta int) int {
x += delta
return x
}
}

f := adder()
fmt.Print(f(1))
fmt.Print(f(20))
fmt.Print(f(300))

输出1 21 321 – f中的x累加。