Golang极简入门教程（一）：基本概念

安装 Golang

在 http://golang.org/dl/ 可以下载到 Golang。安装文档：http://golang.org/doc/install。

Hello Go

我们先创建一个文件 hello.go：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    fmt.Printf("hello Golang\n");
}

执行此程序：

代码如下:

go run hello.go

包

Golang 程序由包（packages）组成，程序从 main 包开始运行：

代码如下:

package main

此语句表示此文件属于 main 包（多个源文件可以属于同一个包）。import 语句后接上包所在的路径（被叫做包路径或导入路径），一个目录中放置一个包，通常的做法是，目录名和包名相同：

代码如下:

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

这里的 “fmt” 和 “math/rand” 为包路径（导入路径）。上面的 import 语句也可以这样写：

代码如下:

import "fmt"
import "math/rand"

我们导入了包之后，就可以通过 “包名.name” 来引用导出的 name 了，例如：

代码如下:

import "fmt"
 
// fmt 包导出了 Printf
fmt.Printf("hello Golang\n");

在 Golang 中，一个名字如果首字母大写则表示此名字被导出。

函数

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func add(x int, y int) int {
    return x + y
}
 
func main() {
    fmt.Println(add(42, 13))
}

需要注意的就是，变量名在类型之前，这和很多语言都不一样。另外 x int, y int 也可以写为 x, y int：

代码如下:

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

函数可以返回多个值：

代码如下:

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

返回值可以被指定变量名，并且像变量一样使用：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func split(sum int) (x, y int) {
    x = sum * 4 / 9
    y = sum - x
    return
}
 
func main() {
    fmt.Println(split(17))
}

可以看到 split 函数直接使用 return 语句而不用带参数。

变量

变量的声明使用 var 语句：

代码如下:

var i int
var c, python, java bool

变量在声明时可以进行初始化：

代码如下:

var x, y int = 1, 2
var i, j = true, "hello"

我们看到，初始化时可以指定也可以不指定变量类型。
按照 Golang 的语法，在函数外的任何结构（construct）都通过一个关键字开始，例如变量使用 var 关键字开始，函数使用 func 关键字开始。在函数内，变量赋值可以使用 := 操作符：

代码如下:

package main
 
func main() {
    var x, y int = 1, 2
    i, j := true, "hello"
}

:= 操作符左边为变量，右边为值。

数据类型

基本数据类型：

1.bool
2.string
3.int int8 int16 int32 int64
4.uint uint8 uint16 uint32 uint64
5.uintptr
6.byte（等价于 uint8）
7.rune（等价于 int32，用于表示一个 unicode code point）
8.float32 float64
9.complex64 complex128

类型转换使用表达式 T(v)，含义为将 v 转换为类型 T：

代码如下:

var i int = 42
var f float64 = float64(i)
 
i := 42
f := float64(i)

类型转换总需要显式的进行。

使用 const 来声明常量：

代码如下:

const Pi = 3.14
 
const (
    Big = 1 << 100
    Small = Big >> 99
)

控制语句

for 语句

Golang 使用（且只使用）for 来进行循环（没有 while 语句）：

代码如下:

package main
 
func main() {
    sum := 0
   
    for i := 0; i < 10; i++ {
        sum += i
    }
   
    // 这种写法等价于 C/C++ 等语言中的 while 语句
    for sum < 1000 {
        sum += sum
    }
}

区别于 C/C++ 等语言，使用 for 语句时不需要 () 并且 {} 是必须的（后面谈到的 if、switch 在此语法处理上也是一样的）。如果需要无限循环，那么使用：

代码如下:

for {
}

if 语句

if 语句可以在执行条件判断前带一个语句（这常被叫做 if 带上一个短语句），此语句中变量的生命周期在 if 语句结束后结束。例如：

代码如下:

package main
 
import (
    "fmt"
    "math/rand"
)
 
func main() {
    if n := rand.Intn(6); n <= 2 {
        fmt.Println("[0, 2]", n)
    } else {
        fmt.Println("[3, 5]", n)
    }
 
    // 这里开始无法使用变量 n
}

switch

代码如下:

package main
 
import (
    "fmt"
    "runtime"
)
 
func main() {
    fmt.Print("Go runs on ")
    // switch 类似 if 可以带上一个短语句
    switch os := runtime.GOOS; os {
    case "darwin":
        fmt.Println("OS X.")
    case "linux":
        fmt.Println("Linux.")
    default:
        // freebsd, openbsd,
        // plan9, windows...
        fmt.Printf("%s.", os)
    }
}

不像 C/C++ 等语言，Golang 中无需使用 break 语句来跳出 switch。另外，switch 可以没有条件：

代码如下:

package main
 
import (
    "fmt"
    "time"
)
 
func main() {
    t := time.Now()
    switch {
    case t.Hour() < 12:
        fmt.Println("Good morning!")
    case t.Hour() < 17:
        fmt.Println("Good afternoon.")
    default:
        fmt.Println("Good evening.")
    }
}

defer

一个 defer 语句能够将一个函数调用加入一个列表中（这个函数调用被叫做 deferred 函数调用），在当前函数调用结束时调用列表中的函数。范例：

代码如下:

func CopyFile(dstName, srcName string) (written int64, err error) {
    src, err := os.Open(srcName)
    if err != nil {
        return
    }
    defer src.Close()
 
    dst, err := os.Create(dstName)
    if err != nil {
        return
    }
    defer dst.Close()
 
    return io.Copy(dst, src)
}

deferred 函数调用按先进后出的顺序执行：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        // 输出 43210
        defer fmt.Print(i)
    }
}

结构（structs）

结构是一个域的集合：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
type Vertex struct {
    X int
    Y int
}
 
func main() {
    v := Vertex{1, 2}
    v.X = 4
    fmt.Println(v)
}

Golang 中是存在指针的，但是指针不支持算术运算：

代码如下:

p := Vertex{1, 2} // {1, 2} 为 struct literal
q := &p // q 类型为 *Vertex
q.X = 2 // 直接访问域 X

就像上面看到的，struct 的 literal 由 {} 包裹，在 struct literal 中我们可以使用 Name: 这样的语法来为特定域设置值：

代码如下:

type Vertex struct {
    X, Y int
}
 
r := Vertex{X: 3} // 这时候 Y 为 0

new 函数

我们可以通过表达式 new(T) 分配一个被初始化为 0 且类型为 T 的值，并且返回指向此值的指针，用法如下：

代码如下:

var p *T = new(T)
p := new(T)

更详尽的例子：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
type Vertex struct {
    X, Y int
}
 
func main() {
    v := new(Vertex)
    fmt.Println(v)
    v.X, v.Y = 11, 9
    fmt.Println(v)
}

数组和 slice

[n]T 在 Golang 中是一个类型（就像 *T 一样），表示一个长度为 n 的数组其元素类型为 T。范例：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    var a [2]string
    a[0] = "Hello"
    a[1] = "World"
    fmt.Println(a[0], a[1])
    fmt.Println(a)
}

注意，数组长度无法被改变。

slice 是一个数据结构，其指向一个数组某个连续的部分。slice 用起来很像数组。[]T 为 slice 类型，其中元素类型为 T：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    // 构建一个 slice
    p := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
    fmt.Println("p ==", p)
 
    for i := 0; i < len(p); i++ {
        fmt.Printf("p[%d] == %d\n", i, p[i])
    }
}

表达式 s[lo:hi] 用于创建一个 slice，新创建的 slice 的元素为 s 中 [lo, hi) 位置的元素。

创建 slice 使用 make 函数（而不是用 new 函数，因为需要设置额外的参数来控制 slice 的创建）：

代码如下:

// len(a) 为 5
a := make([]int, 5)

这里 make 函数会创建一个数组（其元素初始化为 0）并返回一个 slice 指向此数组。make 可以带第三个参数，用于指定容量：

代码如下:

// len(b) 为 0
// cap(b) 为 5
b := make([]int, 0, 5)
 
b = b[:cap(b)] // len(b)=5, cap(b)=5
b = b[1:] // len(b)=4, cap(b)=4

一个没有值的 slice 是 nil，长度和容量都为 0。

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    var z []int
    fmt.Println(z, len(z), cap(z))
    if z == nil {
        fmt.Println("nil!")
    }
}

range

range 被用在 for 中来迭代一个 slice 或者一个 map：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
var s = []int{1, 2, 3}
 
func main() {
    for i, v := range s {
        fmt.Println(i, v)
    }
 
    // 只需要值，使用 _ 忽略索引
    for _, v := range s {
        fmt.Println(v)
    }
 
    // 只需要索引
    for i := range s {
        fmt.Println(i)
    }
}

map

map 用于映射 key 到 value（值）。map 可以通过 make 来创建（而非 new）：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
type Vertex struct {
    Lat, Long float64
}
 
var m map[string]Vertex
 
func main() {
    m = make(map[string]Vertex)
    m["Bell Labs"] = Vertex{
        40.68433, -74.39967,
    }
    fmt.Println(m["Bell Labs"])
}

map iteral 很像 struct literal：

代码如下:

var m = map[string]Vertex{
    // 这里 Vertex 可以省略不写
    "Bell Labs": Vertex{
        40.68433, -74.39967,
    },
    "Google": Vertex{
        37.42202, -122.08408,
    },
}

使用 [] 来访问 map 中的值，使用 delete 来删除 map 中的值：

代码如下:

m[key] = elem
elem = m[key]
delete(m, key)

如果需要检查 map 中某 key 是否存在使用：

代码如下:

elem, ok = m[key]

elem 表示 key 的值（key 不存在时，elem 为 0），ok 表示 key 是否存在。

闭包

Golang 中函数也是一个值（就像 int 值一样），且函数可以是一个闭包。闭包是一个引用了外部变量的函数。看一个例子：

代码如下:

package main
 
import "fmt"
 
func adder() func(int) int {
    sum := 0
    // 返回一个闭包，此闭包引用了外部变量 sum
    return func(x int) int {
        sum += x
        return sum
    }
}
 
func main() {
    a := adder()
    fmt.Println(a(9527))
}