#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
流程控制在编程语言中是最伟大的发明了,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
也许是所有语言中最常见的了,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
有些时候需要进行多个赋值操作,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
是跳过本次循环。当嵌套过深的时候,break
可以配合标签使用,即跳转至标签所指定的位置,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)
}
由于 Go 支持 “多值返回”, 而对于“声明而未被调用”的变量, 编译器会报错, 在这种情况下, 可以使用_
来丢弃不需要的返回值
例如
for _, v := range map{
fmt.Println("map's val:", v)
}
###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
最后带有break
,匹配成功后不会自动向下执行其他case,而是跳出整个switch
, 但是可以使用fallthrough
强制执行后面的case代码。
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 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
- 如果有返回值, 那么必须在函数的外层添加return语句
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)) // 也可在这直接调用它
}
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(即 a,b int,而非 a int, b int),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。但如果你的函数是导出的(首字母大写),官方建议,最好命名返回值,因为不命名返回值,虽然使得代码更加简洁了,但是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 (8 bytes)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 testInt) []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,它不能抛出异常,而是使用了panic
和recover
机制。一定要记住,你应当把它作为最后的手段来使用,也就是说,你的代码中应当没有,或者很少有panic
的东西。这是个强大的工具,请明智地使用它。那么,我们应该如何使用它呢?
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
)。这两个函数在定义时不能有任何的参数和返回值。虽然一个package
里面可以写任意多个init
函数,但这无论是对于可读性还是以后的可维护性来说,我们都强烈建议用户在一个package
中只写一个init
函数。
Go程序会自动调用init()
和main()
,所以你不需要在任何地方调用这两个函数。每个package
中的init
函数都是可选的,但package main
就必须包含一个main
函数。
程序的初始化和执行都起始于main
包。如果main
包还导入了其它的包,那么就会在编译时将它们依次导入。有时一个包会被多个包同时导入,那么它只会被导入一次(例如很多包可能都会用到fmt
包,但它只会被导入一次,因为没有必要导入多次)。当一个包被导入时,如果该包还导入了其它的包,那么会先将其它包导入进来,然后再对这些包中的包级常量和变量进行初始化,接着执行init
函数(如果有的话),依次类推。等所有被导入的包都加载完毕了,就会开始对main
包中的包级常量和变量进行初始化,然后执行main
包中的init
函数(如果存在的话),最后执行main
函数。下图详细地解释了整个执行过程:
$Id$