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Go 基础知识

简介

语言特色

  • 简洁、快速、安全
  • 并行、有趣、开源
  • 内存管理、数组安全、编译迅速

语言用途

Go 语言被设计成一门应用于搭载 Web 服务器,存储集群或类似用途的巨型中央服务器的系统编程语言。

对于高性能分布式系统领域而言,Go 语言无疑比大多数其它语言有着更高的开发效率。它提供了海量并行的支持,这对于游戏服务端的开发而言是再好不过了。

语言环境安装

安装包下载地址为:https://go.dev/dl/。

如果打不开可以使用这个地址:https://golang.google.cn/dl/。

Linux 系统下安装

apt 安装

sh
sudo apt-get update
sudo apt install -y golang-go
go version

编译安装

sh
# 下载
wget https://golang.google.cn/dl/go1.22.2.linux-amd64.tar.gz

# 解压
tar -C /usr/local -xzf go1.22.2.linux-amd64.tar.gz

# 将 /usr/local/go/bin 目录添加至 PATH 环境变量【临时,关闭终端下次再登录就没有了】
export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
# 将 /usr/local/go/bin 目录添加至 PATH 环境变量【永久】
echo 'export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin' >> /etc/profile
source /etc/profile

Windows 系统下安装

下载地址

修改环境变量 GOPATH

  • windows cmd
sh
set GOPATH=D:\go

语言结构

基础组成

Go 语言的基础组成有以下几个部分:

  • 包声明
  • 引入包
  • 函数
  • 变量
  • 语句 & 表达式
  • 注释
go
// hello.go
package main

import "fmt"

func main() {
   /* 这是我的第一个简单的程序 */
   fmt.Println("Hello, World!")
}
  • package main 定义了包名。你必须在源文件中非注释的第一行指明这个文件属于哪个包,如:package main。package main表示一个可独立执行的程序,每个 Go 应用程序都包含一个名为 main 的包。
  • import "fmt" 告诉 Go 编译器这个程序需要使用 fmt 包(的函数,或其他元素),fmt 包实现了格式化 IO(输入/输出)的函数。
  • func main() 是程序开始执行的函数。main 函数是每一个可执行程序所必须包含的,一般来说都是在启动后第一个执行的函数(如果有 init() 函数则会先执行该函数)。
  • /*...*/ 是注释,在程序执行时将被忽略。单行注释是最常见的注释形式,你可以在任何地方使用以 // 开头的单行注释。多行注释也叫块注释,均已以 /* 开头,并以 */ 结尾,且不可以嵌套使用,多行注释一般用于包的文档描述或注释成块的代码片段。
  • fmt.Println(...) 可以将字符串输出到控制台,并在最后自动增加换行字符 \n。使用 fmt.Print("hello, world\n") 可以得到相同的结果。 PrintPrintln 这两个函数也支持使用变量,如:fmt.Println(arr)。如果没有特别指定,它们会以默认的打印格式将变量 arr 输出到控制台。
  • 当标识符(包括常量、变量、类型、函数名、结构字段等等)以一个大写字母开头,如:Group1,那么使用这种形式的标识符的对象就可以被外部包的代码所使用(客户端程序需要先导入这个包),这被称为导出(像面向对象语言中的 public );标识符如果以小写字母开头,则对包外是不可见的,但是他们在整个包的内部是可见并且可用的(像面向对象语言中的 protected )。

执行 Go 程序

sh
# 运行文件
go run hello.go

# 编辑文件
go build hello.go
# 生成文件 hello.exe

# 执行 hello.exe
./hello.exe

注意

{ 不能单独放在一行,否则报错。

go
package main

import "fmt"

func main()  
{  // 错误,{ 不能在单独的行上
    fmt.Println("Hello, World!")
}

Go 语言基础语法

Go 标记

Go 程序可以由多个标记组成,可以是关键字,标识符,常量,字符串,符号。如以下 GO 语句由 6 个标记组成:

go
fmt.Println("Hello, World!")

6 个标记是(每行一个):

1. fmt
2. .
3. Println
4. (
5. "Hello, World!"
6. )

行分隔符

在 Go 程序中,一行代表一个语句结束。每个语句不需要像 C 家族中的其它语言一样以分号 ; 结尾,因为这些工作都将由 Go 编译器自动完成。

如果你打算将多个语句写在同一行,它们则必须使用 ; 人为区分,但在实际开发中我们并不鼓励这种做法。

以下为两个语句:

go
fmt.Println("Hello, World!")
fmt.Println("菜鸟教程:runoob.com")

注释

注释不会被编译,每一个包应该有相关注释。

单行注释是最常见的注释形式,你可以在任何地方使用以 // 开头的单行注释。多行注释也叫块注释,均已以 /* 开头,并以 */ 结尾。如:

// 单行注释
/*
 Author by 菜鸟教程
 我是多行注释
 */

标识符

标识符用来命名变量、类型等程序实体。一个标识符实际上就是一个或是多个字母(A~Z和a~z)数字(0~9)、下划线_组成的序列,但是第一个字符必须是字母或下划线而不能是数字。

以下是有效的标识符:

mahesh   kumar   abc   move_name   a_123
myname50   _temp   j   a23b9   retVal

以下是无效的标识符:

  • 1ab(以数字开头)
  • case(Go 语言的关键字)
  • a+b(运算符是不允许的)

字符串连接

Go 语言的字符串连接可以通过 + 实现:

go
package main
import "fmt"
func main() {
    fmt.Println("Google" + "Runoob")
}

以上实例输出结果为:

GoogleRunoob

关键字

下面列举了 Go 代码中会使用到的 25 个关键字或保留字:

  • break
  • case
  • chan
  • const
  • continue
  • default
  • defer
  • else
  • fallthrough
  • for
  • func
  • go
  • goto
  • if
  • import
  • interface
  • map
  • package
  • range
  • return
  • select
  • struct
  • switch
  • type
  • var

除了以上介绍的这些关键字,Go 语言还有 36 个预定义标识符:

---------------------------
appendboolbytecapclosecomplexcomplex64complex128uint16
copyfalsefloat32float64imagintint8int16uint32
int32int64iotalenmakenewnilpanicuint64
printprintlnrealrecoverstringtrueuintuint8uintptr

程序一般由关键字、常量、变量、运算符、类型和函数组成。 程序中可能会使用到这些分隔符:括号 (),中括号 [] 和大括号 {}。 程序中可能会使用到这些标点符号:.,;:

Go 语言的空格

在 Go 语言中,空格通常用于分隔标识符、关键字、运算符和表达式,以提高代码的可读性。 Go 语言中变量的声明必须使用空格隔开,如:

go
var x int
const Pi float64 = 3.14159265358979323846

在运算符和操作数之间要使用空格能让程序更易阅读:

go
// 无空格:
fruit=apples+oranges;

// 在变量与运算符间加入空格,程序看起来更加美观,如:
fruit = apples + oranges; 

// 在关键字和表达式之间要使用空格。
if x > 0 {
    // do something
}

// 在函数调用时,函数名和左边等号之间要使用空格,参数之间也要使用空格。
result := add(2, 3)

格式化字符串

Go 语言中使用 fmt.Sprintffmt.Printf 格式化字符串并赋值给新串:

  • Sprintf 根据格式化参数生成格式化的字符串并返回该字符串。
  • Printf 根据格式化参数生成格式化的字符串并写入标准输出。
go
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
   // %d 表示整型数字,%s 表示字符串
    var stockcode=123
    var enddate="2020-12-31"
    var url="Code=%d&endDate=%s"
    var target_url=fmt.Sprintf(url,stockcode,enddate)
    fmt.Println(target_url)
}

输出结果:

Code=123&endDate=2020-12-31
go
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
   // %d 表示整型数字,%s 表示字符串
    var stockcode=123
    var enddate="2020-12-31"
    var url="Code=%d&endDate=%s"
    fmt.Printf(url,stockcode,enddate)
}

输出结果:

Code=123&endDate=2020-12-31

Go 语言数据类型

在 Go 编程语言中,数据类型用于声明函数和变量。

数据类型的出现是为了把数据分成所需内存大小不同的数据,编程的时候需要用大数据的时候才需要申请大内存,就可以充分利用内存。

Go 语言按类别有以下几种数据类型:

  • 布尔型:布尔型的值只可以是常量 true 或者 false。一个简单的例子:var b bool = true。
  • 数字类型:整型 int 和浮点型 float32、float64,Go 语言支持整型和浮点型数字,并且支持复数,其中位的运算采用补码。
  • 字符串类型:字符串就是一串固定长度的字符连接起来的字符序列。Go 的字符串是由单个字节连接起来的。Go 语言的字符串的字节使用 UTF-8 编码标识 Unicode 文本。
  • 派生类型:
    • (a) 指针类型(Pointer)
    • (b) 数组类型
    • (c) 结构化类型(struct)
    • (d) Channel 类型
    • (e) 函数类型
    • (f) 切片类型
    • (g) 接口类型(interface)
    • (h) Map 类型

数字类型

Go 也有基于架构的类型,例如:int、uint 和 uintptr。

  • uint8 : 无符号 8 位整型 (0 到 255)
  • uint16 : 无符号 16 位整型 (0 到 65535)
  • uint32 : 无符号 32 位整型 (0 到 4294967295)
  • uint64 : 无符号 64 位整型 (0 到 18446744073709551615)
  • int8 : 有符号 8 位整型 (-128 到 127)
  • int16 : 有符号 16 位整型 (-32768 到 32767)
  • int32 : 有符号 32 位整型 (-2147483648 到 2147483647)
  • int64 : 有符号 64 位整型 (-9223372036854775808 到 9223372036854775807)

浮点型

  • float32 : IEEE-754 32位浮点型数
  • float64 : IEEE-754 64位浮点型数
  • complex64 : 32 位实数和虚数
  • complex128 : 64 位实数和虚数

其他数字类型

  • byte : 类似 uint8
  • rune : 类似 int32
  • uint : 32 或 64 位
  • int : 与 uint 一样大小
  • uintptr : 无符号整型,用于存放一个指针

Go 语言变量

变量来源于数学,是计算机语言中能储存计算结果或能表示值抽象概念。 变量可以通过变量名访问。 Go 语言变量名由字母、数字、下划线组成,其中首个字符不能为数字。 声明变量的一般形式是使用 var 关键字:

go
var identifier type

可以一次声明多个变量:

go
var identifier1, identifier2 type

实例:

go
package main
import "fmt"
func main() {
    var a string = "Demo"
    fmt.Println(a)

    var b, c int = 1, 2
    fmt.Println(b, c)
}

以上实例输出结果为:

Demo
1 2

变量声明

第一种,指定变量类型,如果没有初始化,则变量默认为零值。

  • 数值类型(包括complex64/128)为 0
  • 布尔类型为 false
  • 字符串为 ""(空字符串)
  • 以下几种类型为 nil:
go
var a *int
var a []int
var a map[string] int
var a chan int
var a func(string) int
var a error // error 是接口
go
var v_name v_type
v_name = value

零值就是变量没有做初始化时系统默认设置的值。

go
package main
import "fmt"
func main() {

    // 声明一个变量并初始化
    var a = "Demo"
    fmt.Println(a)

    // 没有初始化就为零值
    var b int
    fmt.Println(b)

    // bool 零值为 false
    var c bool
    fmt.Println(c)
}

结果:

Demo
0
false

第二种,根据值自行判定变量类型。

go
var v_name = value
go
package main
import "fmt"
func main() {
    var d = true
    fmt.Println(d)
}

输出结果:

true

第三种,如果变量已经使用 var 声明过了,再使用 := 声明变量,就产生编译错误,格式:

go
v_name := value
go
var intVal int 
intVal :=1 // 这时候会产生编译错误,因为 intVal 已经声明,不需要重新声明

intVal := 1 相等于:

go
var intVal int 
intVal = 1

多变量声明

go
//类型相同多个变量, 非全局变量
var vname1, vname2, vname3 type
vname1, vname2, vname3 = v1, v2, v3

var vname1, vname2, vname3 = v1, v2, v3 // 和 python 很像,不需要显示声明类型,自动推断

vname1, vname2, vname3 := v1, v2, v3 // 出现在 := 左侧的变量不应该是已经被声明过的,否则会导致编译错误


// 这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量
var (
    vname1 v_type1
    vname2 v_type2
)

示例:

go
package main
import "fmt"

var x, y int
var (  // 这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量
    a int
    b bool
)

var c, d int = 1, 2
var e, f = 123, "hello"

//这种不带声明格式的只能在函数体中出现
//g, h := 123, "hello"

func main(){
    g, h := 123, "hello"
    fmt.Println(x, y, a, b, c, d, e, f, g, h)
}

输出结果:

0 0 0 false 1 2 123 hello 123 hello

值类型和引用类型

所有像 int、float、bool 和 string 这些基本类型都属于值类型,使用这些类型的变量直接指向存在内存中的值。 当使用等号 = 将一个变量的值赋值给另一个变量时,如:j = i,实际上是在内存中将 i 的值进行了拷贝。

你可以通过 &i 来获取变量 i 的内存地址,例如:0xf840000040(每次的地址都可能不一样)。 值类型变量通常存储在栈中,尤其是当它们是局部变量时。当值类型变量的值需要在函数作用域之外使用时,Go 会将其分配到堆内存中。 内存地址会根据机器的不同而有所不同,甚至相同的程序在不同的机器上执行后也会有不同的内存地址。因为每台机器可能有不同的存储器布局,并且位置分配也可能不同。 更复杂的数据通常会需要使用多个字,这些数据一般使用引用类型保存。 一个引用类型的变量 r1 存储的是 r1 的值所在的内存地址(数字),或内存地址中第一个字所在的位置。 这个内存地址称之为指针,这个指针实际上也被存在另外的某一个值中。 同一个引用类型的指针指向的多个字可以是在连续的内存地址中(内存布局是连续的),这也是计算效率最高的一种存储形式;也可以将这些字分散存放在内存中,每个字都指示了下一个字所在的内存地址。 当使用赋值语句 r2 = r1 时,只有引用(地址)被复制。 如果 r1 的值被改变了,那么这个值的所有引用都会指向被修改后的内容,在这个例子中,r2 也会受到影响。

简短形式,使用 := 赋值操作符

我们知道可以在变量的初始化时省略变量的类型而由系统自动推断,声明语句写上 var 关键字其实是显得有些多余了,因此我们可以将它们简写为 a := 50b := false。 a 和 b 的类型(int 和 bool)将由编译器自动推断。 这是使用变量的首选形式,但是它只能被用在函数体内,而不可以用于全局变量的声明与赋值。使用操作符 := 可以高效地创建一个新的变量,称之为初始化声明。

注意事项

如果在相同的代码块中,我们不可以再次对于相同名称的变量使用初始化声明,例如:a := 20 就是不被允许的,编译器会提示错误 no new variables on left side of :=,但是 a = 20 是可以的,因为这是给相同的变量赋予一个新的值。

如果你在定义变量 a 之前使用它,则会得到编译错误 undefined: a。

如果你声明了一个局部变量却没有在相同的代码块中使用它,同样会得到编译错误,例如下面这个例子当中的变量 a:

go
package main

import "fmt"

func main() {
   var a string = "abc"
   fmt.Println("hello, world")
}

尝试编译这段代码将得到错误 a declared but not used。 此外,单纯地给 a 赋值也是不够的,这个值必须被使用,所以使用

go
fmt.Println("hello, world", a)

但是全局变量是允许声明但不使用的。 同一类型的多个变量可以声明在同一行,如:

go
var a, b, c int

多变量可以在同一行进行赋值,如:

go
var a, b int
var c string
a, b, c = 5, 7, "abc"

上面这行假设了变量 a,b 和 c 都已经被声明,否则的话应该这样使用:

go
a, b, c := 5, 7, "abc"

右边的这些值以相同的顺序赋值给左边的变量,所以 a 的值是 5, b 的值是 7,c 的值是 "abc"。 这被称为 并行 或 同时 赋值。 如果你想要交换两个变量的值,则可以简单地使用 a, b = b, a,两个变量的类型必须是相同。 空白标识符 _ 也被用于抛弃值,如值 5 在:_, b = 5, 7 中被抛弃。 _ 实际上是一个只写变量,你不能得到它的值。这样做是因为 Go 语言中你必须使用所有被声明的变量,但有时你并不需要使用从一个函数得到的所有返回值。 并行赋值也被用于当一个函数返回多个返回值时,比如这里的 val 和错误 err 是通过调用 Func1 函数同时得到:val, err = Func1(var1)。

Go 语言常量

常量是一个简单值的标识符,在程序运行时,不会被修改的量。 常量中的数据类型只可以是布尔型、数字型(整数型、浮点型和复数)和字符串型。 常量的定义格式:

go
const identifier [type] = value

你可以省略类型说明符 [type],因为编译器可以根据变量的值来推断其类型。

  • 显式类型定义: const b string = "abc"
  • 隐式类型定义: const b = "abc"

多个相同类型的声明可以简写为:

go
const c_name1, c_name2 = value1, value2

示例:

go
package main

import "fmt"

func main() {
   const LENGTH int = 10
   const WIDTH int = 5   
   var area int
   const a, b, c = 1, false, "str" //多重赋值

   area = LENGTH * WIDTH
   fmt.Printf("面积为 : %d", area)
   println()
   println(a, b, c)   
}

以上实例运行结果为:

面积为 : 50
1 false str

常量还可以用作枚举:

go
const (
    Unknown = 0
    Female = 1
    Male = 2
)

数字 0、1 和 2 分别代表未知性别、女性和男性。 常量可以用len(), cap(), unsafe.Sizeof()函数计算表达式的值。常量表达式中,函数必须是内置函数,否则编译不过:

go
package main

import "unsafe"
const (
    a = "abc"
    b = len(a)
    c = unsafe.Sizeof(a)
)

func main(){
    println(a, b, c)
}

输出结果:

abc 3 16

iota

iota,特殊常量,可以认为是一个可以被编译器修改的常量。 iota 在 const关键字出现时将被重置为 0(const 内部的第一行之前),const 中每新增一行常量声明将使 iota 计数一次(iota 可理解为 const 语句块中的行索引)。 iota 可以被用作枚举值:

go
const (
    a = iota
    b = iota
    c = iota
)

第一个 iota 等于 0,每当 iota 在新的一行被使用时,它的值都会自动加 1;所以 a=0, b=1, c=2 可以简写为如下形式:

go
const (
    a = iota
    b
    c
)

iota 用法

go
package main

import "fmt"

func main() {
    const (
            a = iota   //0
            b          //1
            c          //2
            d = "ha"   //独立值,iota += 1
            e          //"ha"   iota += 1
            f = 100    //iota +=1
            g          //100  iota +=1
            h = iota   //7,恢复计数
            i          //8
    )
    fmt.Println(a,b,c,d,e,f,g,h,i)
}

以上实例运行结果为:

0 1 2 ha ha 100 100 7 8

再看个有趣的的 iota 实例:

go
package main

import "fmt"
const (
    i=1<<iota
    j=3<<iota
    k
    l
)

func main() {
    fmt.Println("i=",i)
    fmt.Println("j=",j)
    fmt.Println("k=",k)
    fmt.Println("l=",l)
}

以上实例运行结果为:

i= 1
j= 6
k= 12
l= 24

iota 表示从 0 开始自动加 1,所以 i=1<<0, j=3<<1(<< 表示左移的意思),即:i=1, j=6,这没问题,关键在 k 和 l,从输出结果看 k=3<<2l=3<<3

简单表述:

  • i=1:左移 0 位,不变仍为 1。
  • j=3:左移 1 位,变为二进制 110,即 6。
  • k=3:左移 2 位,变为二进制 1100,即 12。
  • l=3:左移 3 位,变为二进制 11000,即 24。

注:<<n==*(2^n)

Go 语言运算符

运算符用于在程序运行时执行数学或逻辑运算。 Go 语言内置的运算符有:

  • 算术运算符
  • 关系运算符
  • 逻辑运算符
  • 位运算符
  • 赋值运算符
  • 其他运算符

算术运算符

下表列出了所有Go语言的算术运算符。假定 A 值为 10,B 值为 20。

运算符描述实例
+相加A + B 输出结果 30
-相减A - B 输出结果 -10
*相乘A * B 输出结果 200
/相除B / A 输出结果 2
%求余B % A 输出结果 0
++自增A++ 输出结果 11
--自减A-- 输出结果 9

关系运算符

下表列出了所有Go语言的关系运算符。假定 A 值为 10,B 值为 20。

运算符描述实例
==检查两个值是否相等,如果相等返回 True 否则返回 False。(A == B) 为 False
!=检查两个值是否不相等,如果不相等返回 True 否则返回 False。(A != B) 为 True
>检查左边值是否大于右边值,如果是返回 True 否则返回 False。(A > B) 为 False
<检查左边值是否小于右边值,如果是返回 True 否则返回 False。(A < B) 为 True
>=检查左边值是否大于等于右边值,如果是返回 True 否则返回 False。(A >= B) 为 False
<=检查左边值是否小于等于右边值,如果是返回 True 否则返回 False。(A <= B) 为 True

逻辑运算符

下表列出了所有Go语言的逻辑运算符。假定 A 值为 True,B 值为 False。

运算符描述实例
&&逻辑 AND 运算符。 如果两边的操作数都是 True,则条件 True,否则为 False。(A && B) 为 False
||逻辑 OR 运算符。 如果两边的操作数有一个 True,则条件 True,否则为 False。(A || B) 为 True
!逻辑 NOT 运算符。 如果条件为 True,则逻辑 NOT 条件 False,否则为 True。!(A && B) 为 True

位运算符

位运算符对整数在内存中的二进制位进行操作。

下表列出了位运算符 &, |, 和 ^ 的计算:

pqp & qp | qp ^ q
00000
01011
11110
10011

假定 A = 60; B = 13; 其二进制数转换为:

go
A = 0011 1100

B = 0000 1101

-----------------

A&B = 0000 1100

A|B = 0011 1101

A^B = 0011 0001

Go 语言支持的位运算符如下表所示。假定 A 为60,B 为13:

运算符描述实例
&按位与运算符"&"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相与。(A & B) 结果为 12, 二进制为 0000 1100
|按位或运算符 "|"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相或(A | B) 结果为 61, 二进制为 0011 1101
^按位异或运算符"^"是双目运算符。 其功能是参与运算的两数各对应的二进位相异或,当两对应的二进位相异时,结果为1。(A ^ B) 结果为 49, 二进制为 0011 0001
<<左移运算符"<<"是双目运算符。左移n位就是乘以2的n次方。 其功能把"<<"左边的运算数的各二进位全部左移若干位,由"<<"右边的数指定移动的位数,高位丢弃,低位补0。A << 2 结果为 240 ,二进制为 1111 0000
>>右移运算符">>"是双目运算符。右移n位就是除以2的n次方。 其功能是把">>"左边的运算数的各二进位全部右移若干位,">>"右边的数指定移动的位数。A >> 2 结果为 15 ,二进制为 0000 1111

赋值运算符

下表列出了所有Go语言的赋值运算符。

运算符描述实例
=简单的赋值运算符,将一个表达式的值赋给一个左值C = A + B 将 A + B 表达式结果赋值给 C
+=相加后再赋值C += A 等于 C = C + A
-=相减后再赋值C -= A 等于 C = C - A
*=相乘后再赋值C *= A 等于 C = C * A
/=相除后再赋值C /= A 等于 C = C / A
%=求余后再赋值C %= A 等于 C = C % A
<<=左移后赋值C <<= 2 等于 C = C << 2
>>=右移后赋值C >>= 2 等于 C = C >> 2
&=按位与后赋值C &= 2 等于 C = C & 2
^=按位异或后赋值C ^= 2 等于 C = C ^ 2
|=按位或后赋值C |= 2 等于 C = C

其他运算符

下表列出了Go语言的其他运算符。

运算符描述实例
&返回变量存储地址&a; 将给出变量的实际地址。
*指针变量。*a; 是一个指针变量

运算符优先级

有些运算符拥有较高的优先级,二元运算符的运算方向均是从左至右。下表列出了所有运算符以及它们的优先级,由上至下代表优先级由高到低:

优先级运算符
5* / % << >> & &^
4+ - | ^
3== != < <= > >=
2&&
1||

当然,你可以通过使用括号来临时提升某个表达式的整体运算优先级。