Go 程式語言的簡單介紹 | Linux 中國

（以下內容是我的碩士論文的摘錄，幾乎是整個 2.1 章節，向具有 CS 背景的人快速介紹 Go）

Go 是一門用於併發程式設計的指令式程式設計語言，它主要由創造者 Google 進行開發，最初主要由 Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompson 開發。這門語言的設計起始於 2007 年，併在 2009 年推出最初版本；而第一個穩定版本是 2012 年釋出的 1.0 版本。¹

Go 有 C 風格的語法（沒有前處理器）、垃圾回收機制，而且類似它在貝爾實驗室裡被開發出來的前輩們：Newsqueak（Rob Pike）、Alef（Phil Winterbottom）和 Inferno（Pike、Ritchie 等人），使用所謂的 Go 協程goroutines和通道channels（一種基於 Hoare 的“通訊順序行程”理論的協程）提供內建的併發支援。²

Go 程式以包的形式組織。包本質是一個包含 Go 檔案的檔案夾。包內的所有檔案共享相同的名稱空間，而包內的符號有兩種可見性：以大寫字母開頭的符號對於其他包是可見，而其他符號則是該包私有的：

1. func PublicFunction() {
2.    fmt.Println("Hello world")
3. }
5. func privateFunction() {
6.    fmt.Println("Hello package")
7. }

型別

Go 有一個相當簡單的型別系統：沒有子型別（但有型別轉換），沒有泛型，沒有多型函式，只有一些基本的型別：

對映、切片和通道是類似於取用的型別——它們實際上是包含指標的結構。包括陣列（具有固定長度並可被複製）在內的其他型別則是值傳遞（複製）。

型別轉換

型別轉換類似於 C 或其他語言中的型別轉換。它們寫成這樣子：

1. TypeName(value)

常量

Go 有“無型別”字面量和常量。

1. 1 // 無型別整數字面量
2. const foo = 1 // 無型別整數常量
3. const foo int = 1 // int 型別常量

無型別值可以分為以下幾類：UntypedBool、UntypedInt、UntypedRune、UntypedFloat、UntypedComplex、UntypedString 以及 UntypedNil（Go 稱它們為基礎型別，其他基礎種類可用於具體型別，如 uint8）。一個無型別值可以賦值給一個從基礎型別中派生的具名型別；例如：

1. type someType int
3. const untyped = 2 // UntypedInt
4. const bar someType = untyped // OK: untyped 可以被賦值給 someType
5. const typed int = 2 // int
6. const bar2 someType = typed // error: int 不能被賦值給 someType

介面和物件

正如上面所說的，介面是一組方法的集合。Go 本身不是一種面向物件的語言，但它支援將方法關聯到具名型別上：當宣告一個函式時，可以提供一個接收者。接收者是函式的一個額外引數，可以在函式之前傳遞並參與函式查詢，就像這樣：

1. type SomeType struct { ... }
2. type SomeType struct { ... }
4. func (s *SomeType) MyMethod() {
5. }
7. func main() {
8.    var s SomeType
9.    s.MyMethod()
10. }

如果物件實現了所有方法，那麼它就實現了介面；例如，*SomeType（註意指標）實現了下麵的介面 MyMethoder，因此 *SomeType 型別的值就能作為 MyMethoder 型別的值使用。最基本的介面型別是 interface{}，它是一個帶空方法集的介面 —— 任何物件都滿足該介面。

1. type MyMethoder interface {
2.    MyMethod()
3. }

合法的接收者型別是有些限制的；例如，具名型別可以是指標型別（例如，type MyIntPointer *int），但這種型別不是合法的接收者型別。

控制流

Go 提供了三個主要的控制了陳述句：if、switch 和 for。這些陳述句同其他 C 風格語言內的陳述句非常類似，但有一些不同：

Go 協程

關鍵詞 go 會產生一個新的 Go 協程goroutine，這是一個可以並行執行的函式。它可以用於任何函式呼叫，甚至一個匿名函式：

1. func main() {
2.    ...
3.    go func() {
4.        ...
5.    }()
7.    go some_function(some_argument)
8. }

通道

Go 協程通常和通道channels結合，用來提供一種通訊順序行程的擴充套件。通道是一個併發安全的佇列，而且可以選擇是否緩衝資料：

1. var unbuffered = make(chan int) // 直到資料被讀取時完成資料塊傳送
2. var buffered = make(chan int, 5) // 最多有 5 個未讀取的資料塊

運運算元  用於和單個通道進行通訊。

1. valueReadFromChannel := channel
2. otherChannel valueToSend

陳述句 select 允許多個通道進行通訊：

1. select {
2.    case incoming := inboundChannel:
3.    // 一條新訊息
4.    case outgoingChannel outgoing:
5.    // 可以傳送訊息
6. }

defer 宣告

Go 提供陳述句 defer 允許函式退出時呼叫執行預定的函式。它可以用於進行資源釋放操作，例如：

1. func myFunc(someFile io.ReadCloser) {
2.    defer someFile.close()
3.    /* 檔案相關操作 */
4. }

當然，它允許使用匿名函式作為被調函式，而且編寫被調函式時可以像平常一樣使用任何變數。

錯誤處理

Go 沒有提供異常類或者結構化的錯誤處理。然而，它透過第二個及後續的傳回值來傳回錯誤從而處理錯誤：

1. func Read(p []byte) (n int, err error)
3. // 內建型別：
4. type error interface {
5.    Error() string
6. }

必須在程式碼中檢查錯誤或者賦值給 _：

1. n0, _ := Read(Buffer) // 忽略錯誤
2. n, err := Read(buffer)
3. if err != nil {
4.    return err
5. }

有兩個函式可以快速跳出和恢復呼叫棧：panic() 和 recover()。當 panic() 被呼叫時，呼叫棧開始彈出，同時每個 defer 函式都會正常執行。當一個 defer 函式呼叫 recover()時，呼叫棧停止彈出，同時傳回函式 panic() 給出的值。如果我們讓呼叫棧正常彈出而不是由於呼叫 panic() 函式，recover() 將只傳回 nil。在下麵的例子中，defer 函式將捕獲 panic() 丟擲的任何 error 型別的值並儲存在錯誤傳回值中。第三方庫中有時會使用這個方法增強遞迴程式碼的可讀性，如解析器，同時保持公有函式仍使用普通錯誤傳回值。

1. func Function() (err error) {
2.    defer func() {
3.        s := recover()
4.        switch s := s.(type) {  // type switch
5.            case error:
6.                err = s         // s has type error now
7.            default:
8.                panic(s)
9.        }
10.    }
11. }

陣列和切片

正如前邊說的，陣列是值型別，而切片是指向陣列的指標。切片可以由現有的陣列切片產生，也可以使用 make() 建立切片，這會建立一個匿名陣列以儲存元素。

1. slice1 := make([]int, 2, 5) // 分配 5 個元素，其中 2 個初始化為0
2. slice2 := array[:] // 整個陣列的切片
3. slice3 := array[1:] // 除了首元素的切片

除了上述例子，還有更多可行的切片運算組合，但需要明瞭直觀。

使用 append() 函式，切片可以作為一個變長陣列使用。

1. slice = append(slice, value1, value2)
2. slice = append(slice, arrayOrSlice...)

切片也可以用於函式的變長引數。

對映

對映maps是簡單的鍵值對儲存容器，並支援索引和分配。但它們不是執行緒安全的。

1. someValue := someMap[someKey]
2. someValue, ok := someMap[someKey] // 如果鍵值不在 someMap 中，變數 ok 會賦值為 `false`
3. someMap[someKey] = someValue