Go语言原理与实践-第一课：走进Go语言基础语法

本文主要讲述Go语言最基础的语法，建议有其他语言基础的同学查看。主要是以源代码的方式进行讲解，我个人觉得重要的部分已经单独列在了源代码的下方。本笔记主要是为了个人查看，大多笔记记录使用了个人的习惯。

开发环境

-安装Golang

https://go.dev/
https://studygolang.com/dl
https://goproxy.cn/

-编译器使用GoLand

[GoLand by JetBrains: More than just a Go IDE](https://www.jetbrains.com/go/)

Hello World

1.高性能、高并发 2.语法简单、学习曲线平缓 3.丰富的标准库 4.完善的工具链 5.静态链接 6.快速编译 7.跨平台 8.垃圾回收

import(
	"fmt"
)

func main(){
	fmt.Println("hello world")
}

package main:表示这个文件属于main包的一部分，是程序的入口文件导入一个“fmt”包，这里面是基本的输入输出方法

运行：

go run <你程序的路径如example/01-hello/main.go>

变量

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)
func main() {
    var a = "initial"
    var b, c int = 1, 2
    var d = true
    var e float64
    f := float32(e)
    g := a + "foo"
    fmt.Println(a, b, c, d, e, f) // initial 1 2 true 0 0
    fmt.Println(g)                // initialapple
    const s string = "constant"
    const h = 500000000
    const i = 3e20 / h
    fmt.Println(s, h, i, math.Sin(h), math.Sin(i))
}

需要注意的是，在Go中，变量的声明有两种方式，一个是直接像JavaScript一样var <变量名> = <值>;一种是<变量名> := <值>。无需声明类型，golang会根据上下文自动推断类型。

if-else

package main
import "fmt"
func main() {
    if 7%2 == 0 {
        fmt.Println("7 is even")
    } else {
        fmt.Println("7 is odd")
    }
    if 8%4 == 0 {
        fmt.Println("8 is divisible by 4")
    }
    if num := 9; num < 0 {
        fmt.Println(num, "is negative")
    } else if num < 10 {
        fmt.Println(num, "has 1 digit")
    } else {
        fmt.Println(num, "has multiple digits")
    }
}

if后面的条件无需加括号，并且需要在条件后面紧跟大括号，不可以向C++一样换行。

循环

package main
import "fmt"
func main() {
    i := 1
    for {
        fmt.Println("loop")
        break
    }
    for j := 7; j < 9; j++ {
        fmt.Println(j)
    }
    for n := 0; n < 5; n++ {
        if n%2 == 0 {
            continue
        }
        fmt.Println(n)
    }
    for i <= 3 {
        fmt.Println(i)
        i = i + 1
    }
}

在Golang中只有for循环没有其他循环，for后什么都不写代表死循环，for后面也可以加C风格的条件，也可以只加一个类似if一样的判断，如同while一样。

switch分支结构

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)
func main() {
    a := 2
    switch a {
    case 1:
        fmt.Println("one")
    case 2:
        fmt.Println("two")
    case 3:
        fmt.Println("three")
    case 4, 5:
        fmt.Println("four or five")
    default:
        fmt.Println("other")
    }
    t := time.Now()
    switch {
    case t.Hour() < 12:
        fmt.Println("It's before noon")
    default:
        fmt.Println("It's after noon")
    }
}

与C++不同的是，在Golang中，分支后无需加break语句，Golang会自动帮你break。同时，switch可以使用任意的变量和结构体，switch后面也可以什么都不加，而是在case后面进行判断，相比于if-else更加简明易懂。

数组

package main
import "fmt"
func main() {
    var a [5]int
    a[4] = 100
    fmt.Println("get:", a[2])
    fmt.Println("len:", len(a))
    b := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println(b)
    var twoD [2][3]int
    for i := 0; i < 2; i++ {
        for j := 0; j < 3; j++ {
            twoD[i][j] = i + j
        }
    }
    fmt.Println("2d: ", twoD)
}

数组的长度是固定的，灵活性不足，因此在实际应用中更多使用切片：

切片

package main
import "fmt"
func main() {
    s := make([]string, 3)
    s[0] = "a"
    s[1] = "b"
    s[2] = "c"
    fmt.Println("get:", s[2])   // c
    fmt.Println("len:", len(s)) // 3
    s = append(s, "d")
    s = append(s, "e", "f")
    fmt.Println(s) // [a b c d e f]
    c := make([]string, len(s))
    copy(c, s)
    fmt.Println(c) // [a b c d e f]
    fmt.Println(s[2:5]) // [c d e]
    fmt.Println(s[:5])  // [a b c d e]
    fmt.Println(s[2:])  // [c d e f]
    good := []string{"g", "o", "o", "d"}
    fmt.Println(good) // [g o o d]
}

你可以任意更改切片的长度，可以用make来创建一个切片，可以使用append来向切片中添加值。需要注意的是，你必须将append添加后的返回值再赋值给你原来的切片，因为在append的过程中如果容量不足会重新创建一个切片，因此你必须把这个新的切片再赋值回去。切片还有像python一样的切片操作：fmt.Println(s[2:5])，左闭右开，代表下标。

map

package main
import "fmt"
func main() {
    m := make(map[string]int)
    m["one"] = 1
    m["two"] = 2
    fmt.Println(m)           // map[one:1 two:2]
    fmt.Println(len(m))      // 2
    fmt.Println(m["one"])    // 1
    fmt.Println(m["unknow"]) // 0
    r, ok := m["unknow"]
    fmt.Println(r, ok) // 0 false
    delete(m, "one")
    m2 := map[string]int{"one": 1, "two": 2}
    var m3 = map[string]int{"one": 1, "two": 2}
    fmt.Println(m2, m3)
}

map在其他语言中可能叫做哈希表或者字典，我们可以使用make来创建一个新map，同时需要两个类型声明， m := make(map[string]int)第一个string代表key键的类型，第二个int代表value值的类型。在读取键值对的时候r, ok := m["unknow"]，我们可以声明第二个变量ok来返回这个键值对是否存在。 map是完全无序的。

range

package main
import "fmt"
func main() {
    nums := []int{2, 3, 4}
    sum := 0
    for i, num := range nums {
        sum += num
        if num == 2 {
            fmt.Println("index:", i, "num:", num) // index: 0 num: 2
        }
    }
    fmt.Println(sum) // 9
    m := map[string]string{"a": "A", "b": "B"}
    for k, v := range m {
        fmt.Println(k, v) // b 8; a A
    }
    for k := range m {
        fmt.Println("key", k) // key a; key b
    }
}

对于一个map或slice，我们可以使用range来快速便利，这样可以使代码更加简洁。在遍历时，对于数组会返回两个值，第一个值是当前的下标值，第二个值是当前下标的value值。遍历map时，第一个值是key，第二个值是value。

函数

package main
import "fmt"
func add(a int, b int) int {
    return a + b
}
func add2(a, b int) int {
    return a + b
}
func exists(m map[string]string, k string) (v string, ok bool) {
    v, ok = m[k]
    return v, ok
}
func main() {
    res := add(1, 2)
    fmt.Println(res) // 3
    v, ok := exists(map[string]string{"a": "A"}, "a")
    fmt.Println(v, ok) // A True
}

在Golang中，参数的变量类型是后置的，并且它可以返回多个值，第一个值是返回结果，第二个值是错误信息。

指针

package main
import "fmt"
func add2(n int) {
    n += 2
}
func add2ptr(n *int) {
    *n += 2
}
func main() {
    n := 5
    add2(n)
    fmt.Println(n) // 5
    add2ptr(&n)
    fmt.Println(n) // 7
}

Golang中的指针不像C中的指针那么万能，golang中指针仅仅是为了对某个变量进行修改。

结构体

package main
import "fmt"
type user struct {
    name     string
    password string
}
func main() {
    a := user{name: "wang", password: "1024"}
    b := user{"wang", "1024"}
    c := user{name: "wang"}
    c.password = "1024"
    var d user
    d.name = "wang"
    d.password = "1024"
    fmt.Println(a, b, c, d)                 // {wang 1024} {wang 1024} {wang 1024} {wang 1024}
    fmt.Println(checkPassword(a, "haha"))   // false
    fmt.Println(checkPassword2(&a, "haha")) // false
}
func checkPassword(u user, password string) bool {
    return u.password == password
}
func checkPassword2(u *user, password string) bool {
    return u.password == password
}

我们可以用字段的名称去初始化一个字段，也可以按照顺序直接写值，对于没有明文初始化的值，会自动初始化为0。结构体也可以作为函数的参数来使用，也有指针操作。

结构体方法

package main
import "fmt"
type user struct {
    name     string
    password string
}
func (u user) checkPassword(password string) bool {
    return u.password == password
}
func (u *user) resetPassword(password string) {
    u.password = password
}
func main() {
    a := user{name: "wang", password: "1024"}
    a.resetPassword("2048")
    fmt.Println(a.checkPassword("2048")) // true
}

使用结构体方法，用户就可以使用<结构体名>.<方法名>的方式调用方法。注意的是，将结构体参数提前。

error错误处理

package main
import (
    "errors"
    "fmt"
)
type user struct {
    name     string
    password string
}
func findUser(users []user, name string) (v *user, err error) {
    for _, u := range users {
        if u.name == name {
            return &u, nil
        }
    }
    return nil, errors.New("not found")
}
func main() {
    u, err := findUser([]user{{"wang", "1024"}}, "wang")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        return
    }
    fmt.Println(u.name) // wang
    if u, err := findUser([]user{{"wang", "1024"}}, "li"); err != nil {
        fmt.Println(err) // not found
        return
    } else {
        fmt.Println(u.name)
    }
}

可以在方法的返回值里面加一个error类型的参数，代表这个函数可能会返回错误，这时需要return两个值。

字符串操作

package main
import (
    "fmt"
    "strings"  //标准字符串包中有多个
)

func main() {
    a := "hello"
    fmt.Println(strings.Contains(a, "ll"))      // true，判断一个字符串里是否包含另一个字符串
    fmt.Println(strings.Count(a, "l"))                    // 2，字符串计数
    fmt.Println(strings.HasPrefix(a, "he"))               // true，查询前缀
    fmt.Println(strings.HasSuffix(a, "llo"))              // true，查询后缀
    fmt.Println(strings.Index(a, "ll"))          // 2，返回第一次出现的下标
    fmt.Println(strings.Join([]string{"he", "llo"}, "-")) // he-llo，添加字符串
    fmt.Println(strings.Repeat(a, 2))             // hellohello，重复字符串
    fmt.Println(strings.Replace(a, "e", "E", -1))   // hEllo，替换字符串，-1为所有字符
    fmt.Println(strings.Split("a-b-c", "-"))              // [a b c]，以“-”分割
    fmt.Println(strings.ToLower(a))                       // hello，小写
    fmt.Println(strings.ToUpper(a))        // HELLO，大写
    fmt.Println(len(a))              // 5，获取长度，对于中文可能会多个长度
    b := "你好"
    fmt.Println(len(b)) // 6
}

字符串格式化

package main
import "fmt"
type point struct {
    x, y int
}
func main() {
    s := "hello"
    n := 123
    p := point{1, 2}
    fmt.Println(s, n) // hello 123
    fmt.Println(p)    // {1 2}
    fmt.Printf("s=%v\n", s)  // s=hello
    fmt.Printf("n=%v\n", n)  // n=123
    fmt.Printf("p=%v\n", p)  // p={1 2}
    fmt.Printf("p=%+v\n", p) // p={x:1 y:2}
    fmt.Printf("p=%#v\n", p) // p=main.point{x:1, y:2}
    f := 3.141592653
    fmt.Println(f)          // 3.141592653
    fmt.Printf("%.2f\n", f) // 3.14
}

%+v来得到更加详细的结构，用%#v来得到最为详细的结构

JSON处理

package main
import (
    "encoding/json"
    "fmt"
)
type userInfo struct {
    Name  string
    Age   int `json:"age"`
    Hobby []string
}
func main() {
    a := userInfo{Name: "wang", Age: 18, Hobby: []string{"Golang", "TypeScript"}}
    // 使用 json.Marshal 函数将结构体 a 序列化为 JSON 格式的字节切片
    buf, err := json.Marshal(a)
    if err != nil {
        // 如果发生错误，使用 panic 函数抛出错误
        panic(err)
    }
    fmt.Println(buf)         // [123 34 78 97...]
    fmt.Println(string(buf)) // {"Name":"wang","age":18,"Hobby":["Golang","TypeScript"]}
    // 使用 json.MarshalIndent 函数将结构体 a 序列化为 JSON 格式，并使用缩进格式化输出
    buf, err = json.MarshalIndent(a, "", "\t")
    if err != nil {
        // 如果发生错误，使用 panic 函数抛出错误，程序会停止执行并打印错误信息
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(buf))
    var b userInfo
    // 解析 JSON 数据到 b 变量中
    err = json.Unmarshal(buf, &b)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Printf("%#v\n", b) // main.userInfo{Name:"wang", Age:18, Hobby:[]string{"Golang", "TypeScript"}}
}

在结构体中，需要保证每个字段的首字母大写，然后就可以使用json.Marshal()将其序列化。如果你想在json中重命名字段的话，只需要在对应的字段后面加上json:"<重命名>"即可。也可以使用json.Unmarshal()来将json进行反序列化。

时间处理

package main
import (
    "fmt"
    "time"
)
func main() {
    now := time.Now()//获取当前时间
    fmt.Println(now) // 2022-03-27 18:04:59.433297 +0800 CST m=+0.000087933
    t := time.Date(2022, 3, 27, 1, 25, 36, 0, time.UTC)//构造一个带时区的时间
    t2 := time.Date(2022, 3, 27, 2, 30, 36, 0, time.UTC)
    fmt.Println(t)                                                  // 2022-03-27 01:25:36 +0000 UTC
    fmt.Println(t.Year(), t.Month(), t.Day(), t.Hour(), t.Minute()) // 2022 March 27 1 25
    fmt.Println(t.Format("2006-01-02 15:04:05"))                    // 2022-03-27 01:25:36
    diff := t2.Sub(t)  //对两个时间进行减法处理，得到一个时间段
    fmt.Println(diff)                           // 1h5m0s
    fmt.Println(diff.Minutes(), diff.Seconds()) // 65 3900
    t3, err := time.Parse("2006-01-02 15:04:05", "2022-03-27 01:25:36")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(t3 == t)    // true
    fmt.Println(now.Unix()) // 1648738080
}

time.Now()获取当前时间， time.Date(2022, 3, 27, 1, 25, 36, 0, time.UTC)构造一个带时区的时间， fmt.Println(t.Format("2006-01-02 15:04:05")) // 对2022-03-27 01:25:36格式化输出 t2.Sub(t) 对两个时间进行减法处理，得到一个时间段 time.Parse("2006-01-02 15:04:05", "2022-03-27 01:25:36")作用与上相同 now.Unix()获得一个时间戳

数字解析：字符串与数字之间的转换

package main
import (
    "fmt"
    "strconv" //主要使用这个包
)
func main() {
    f, _ := strconv.ParseFloat("1.234", 64)
    fmt.Println(f) // 1.234
    n, _ := strconv.ParseInt("111", 10, 64)
    fmt.Println(n) // 111
    n, _ = strconv.ParseInt("0x1000", 0, 64)
    fmt.Println(n) // 4096
    n2, _ := strconv.Atoi("123")
    fmt.Println(n2) // 123
    n2, err := strconv.Atoi("AAA")
    fmt.Println(n2, err) // 0 strconv.Atoi: parsing "AAA": invalid syntax
}

strconv.ParseInt("111", 10, 64)中，“111”代表要转换的字符串，第二个参数表示进制，传0的话则自动推算，第三个参数表示位数，64表示64位数据。

进程信息

package main
import (
    "fmt"
    "os"
    "os/exec"
)
func main() {
    // go run example/20-env/main.go a b c d
    fmt.Println(os.Args)           // [/var/folders/8p/n34xxfnx38dg8bv_x8l62t_m0000gn/T/go-build3406981276/b001/exe/main a b c d]
    fmt.Println(os.Getenv("PATH")) // /usr/local/go/bin...
    fmt.Println(os.Setenv("AA", "BB"))
    buf, err := exec.Command("grep", "127.0.0.1", "/etc/hosts").CombinedOutput()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(buf)) // 127.0.0.1       localhost
}

os.Args来获取进程在执行时的命令行参数； os.Getenv("PATH)来获取环境变量 os.Setenv()来设置环境变量 exec.Command()来快速启动子进程并获取输入输出