👨‍💻本文中的源码地址：https://github.com/wangkechun/go-by-example

学习目录

1. Go 简介

介绍下 Go 语言的特性以及目前 Go 语言在市场上的 “帝位”。

1.1 Go 语言特性

  1. 高性能 & 高并发：Go 语言天生支持高并发（goroutine & channel & 调度器），不像很多语言通过库的形式支持；Go 像一些低级别的语言 (C/C++) 一样是一门编译型语言，这意味着它的性能足以媲美 C/C++！
  2. 语法简洁易懂：语法类似 C 语言，比如：同时去掉了不需要的 ()，循环也只简化成 for 循环这一种表示… 该特点使得用 Go 编写的代码易于维护。
  3. 丰富的标准库：Go 语言带有极其丰富与完善的标准库，无需再借助第三方库完成便可以应对日常的开发，而且能持续享受到语言迭代带来的性能优化。
  4. 完整的工具链：编译、代码格式化、错误检查、包管理、代码补全等都有相应的工具，Go 语言还内置了单元测试框架（单元测试、性能测试、代码覆盖率、性能优化）。
  5. 静态链接：所有的编译结果默认都是静态链接的，只需要拷贝编译后唯一的可执行文件即可部署运行，线上发布的体积可以控制得很小。
  6. 快速编译：Go 语言一开始设计就考虑到快速编译。它能像其他解释型语言一样（Python & JavaScript），你不会注意它正在编译。
  7. 跨平台：Go 语言能在 Linux、MacOS、Windows 等操作系统下运行，还能用于开发 Android、iOS 软件，甚至能运行在路由器、树莓派等等设备；同时具备交叉编译特性。
  8. 垃圾回收：Go 无需考虑内存的分配与释放，因为其内存由 Go 自身进行管理，不同于 C/C++，和 Java 类似。

简洁的 Go 语法

1.2 拥抱 Go 语言

目前字节跳动已全面拥抱 Go 语言。除此之外，哔哩哔哩、七牛云、腾讯、百度、美团、Facebook、Google、Twitter、滴滴、深信服、知乎、去哪儿、360、微博等公司也在大量使用 Go 语言。

Go 语言在云计算、微服务、大数据、区块链、物联网等领域蓬勃发展，Docker、Kubernetes、etcd 等几乎所有的云原生组件全都是用 Go 语言实现。

2. Go 入门

😆这部分简单概括下如何搭建 Go 的开发环境，浏览下 Go 语言的基础语法 & 标准库。

2.1 搭建开发环境

2.1.1 下载安装 Golang

  • https://go.dev/ : Golang 官网
  • https://studygolang.com/dl : Golang 中国镜像（Golang 官网无法打开的情况可用）
  • https://goproxy.cn/ : 七牛云 Go 模块代理，配置 go mod proxy 并按网站提示进行操作可助力提升下载第三方包的速度（优化访问 GitHub 较慢的情况）

2.1.2 配置 Golang IDE

⭐首选目前市场上使用最广泛的两款 IDE : VSCode & GoLand

  • VSCode：由微软公司开发，免费。能运行在 MacOS、Windows、Linux 上的跨平台开源代码编辑器（功能齐全的 IDE），需要在扩展市场中安装 Go 插件才能支持 Golang 开发。
  • GoLand：由 JetBrains 公司开发，付费 (学生可申请免费使用)。

2.1.3 云上开发环境

我们还可以使用基于 GitHub 的 Gitpod 在线编程环境来使用 golang，只需在你的开源仓库 URL 的 https:// 替换成 https://gitpod.io/# 即可。

2.2 基础语法 & 常用标准库

这部分开始正式学习 Golang 的语法以及常用标准库的使用。

2.2.0 从 Hello World 见证 Go 程序的运行

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package main

import (
    "fmt"
)

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

有 2 种方式运行该段程序：

  • go run 命令可直接运行程序
  • go build 可将程序编译成二进制，编译完成后直接执行 ./main 即可运行

2.2.1 变量 & 常量

Golang 是一门强类型语言（每个变量都有其对应的类型），变量 var 如果没有标注类型会自动推导，常量 const 默认没有确定类型（自动推导）。

注意：如果定义了变量，必须得使用，否则编译不通过

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package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

// 全局变量
var x string = "global" // 可以

// x := "global"    // 不可以, := 仅可以在函数内部使用

const (
    A = iota   // iota=0, 值为 0
    B          // iota=1, 值为 1
    C = iota   // iota=2, 值为 2
    D = "test" // iota=3, 值为"test"
    E          // iota=4, 值为"test"
    F = 9      // iota=5, 值为 9
    G          // iota=6, 值为 9
)

func main() {
    /* ------------ 变量 ------------ */
    // 声明并赋值
    var a = "掘了"
    
    // 类型推导
    var b = true
    
    // 多变量定义 & 类型推导
    var c, d int = 1, 9
    var e, f = 6, "F"
    var (
        g = 666
        h = false
    )
    
    // 简短定义(另一声明变量的方式 :=)
    i := 1.9
    
    // 类型转换: float64=>float32
    j := float32(i)
    
    // 字符串可通过 + 拼接
    k := "掘金" + a
    
    // 匿名变量 _
    y, _ := 1, 2
    
    // Go 易于实现两数
    c, d = d, c
    
    /* ------------ 常量 ------------ */
    const l string = "constant"
    const m = 10
    const n = 2e3 / m
    
    // "global" "掘了" true 9 1 6 "F" 666 false 1.9 1.9 "掘金掘了" "constant" 10 200 1
    fmt.Println(x, a, b, c, d, e, f, g, h, i, j, k, l, m, math.Abs(n), y)
    
    // 0 1 2 "test" "test" 9 9
    fmt.Println(A, B, C, D, E, F, G)
}

2.2.2 数据类型 & 占位符

🌗Go 语言基本数据类型较多，主要有以下这些：

  • byte、int、int8、int16、int32、int64、uint…
  • float32、float64
  • error
  • string
  • bool
  • rune

🌓Go 语言囊括的复合数据类型范围较广 (下文慢慢介绍) ：

  • 数组 array
  • 切片 slice
  • 字典 map
  • 函数 func
  • 结构体 struct
  • 通道 channel
  • 接口 interface
  • 指针 *

🚀根据数据特点又可分为值传递 & 引用传递：

  • 值传递：int、float、string、bool、array、struct
  • 引用传递：slice、map、chan、*

⭐至于运算符（算法运算符、关系运算符、逻辑运算符、位运算符、赋值运算符）和其他语言基本一致，这里不再赘叙。

2.2.3 if-else 条件判断

Go 语言中的 if 判断语句不需要 ()；同理，switch 和 for 也不需要。

Go 语言中的 if 语句存在一种特殊的写法：

err 是 myFunc() 的返回值，执行后再对 err==nil 语句进行判断。

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package main

import "fmt"

func main() {
    // Golang 的 if、for、switch 均无需 ()
    if 5%2 == 0 {
        fmt.Println("5 is even")
    } else {
        fmt.Println("5 is odd")
    }
    
    // 特殊的 if 分支: if 执行语句; 判断语句 { }
    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")
    }
}

2.2.4 for 循环

Go 语言中没有 while、do while 这类循环，仅仅只有 for 这一种循环。

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package main

import "fmt"

func main() {
    // while
    i := 1
    for i <= 3 {
        fmt.Println(i)
        i = i + 1
    }
    
    for j := 7; j < 9; j++ {
        fmt.Println(j)
    }
    
    // 死循环
    for {
        fmt.Println("endless loop")
    }
}

2.2.5 switch 分支

相比 C/C++，Go 语言的 switch 分支略有不同，也更加强大。

  • 不同之处：case 中不需要再显式加 break，执行完对应 case 就会退出，不像 C/C++ 没加 break 会跑完余下所有 case；同时 switch 后也不再需要 ()。
  • 强大之处：Go 语言中 switch 后能跟任意变量类型；也可不跟任何变量，然后在 case 中写条件分支，这样就将 switch-case 分支结构简化为 if-else 条件判断结构了。
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package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    
    // switch-case 标准结构
    a := 2
    switch a {
    case 1:
        fmt.Println("one")
    case 2:
        fmt.Println("two")    // 控制台只输出 "two"
    case 3:
        fmt.Println("three")
    case 4, 5:
        fmt.Println("four or five")
    default:
        fmt.Println("other")
    }
    
    // switch 后不跟变量
    t := time.Now()
    switch {
    case t.Hour() < 12:
        fmt.Println("It's before noon")
    default:
        fmt.Println("It's after noon")
    }
}

2.2.6 数组 array

数组是一个长度固定的元素序列，可利用索引取值/存值。

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package main

import "fmt"

func main() {
    // 一维数组
    var a [5]int
    a[4] = 100
    fmt.Println("get:", a[2])   // get: 0
    fmt.Println("len:", len(a)) // len: 5
    
    // 3 种数组初始化方式 (1)
    b := [3]int{1, 2, 3} // 或 var b = [3]int{1, 2, 3}
    fmt.Println(b)       // [1 2 3]
    
    // 3 种数组初始化方式 (2)
    c := [...]int{1, 3, 2} // 或 var c = [...]int{1, 2, 3}
    fmt.Println(c)         // [1 3 2]
    
    // 3 种数组初始化方式 (3)
    d := [...]int{1: 3, 6: 5} // 或 var d = [...]int{1: 3, 6: 5}
    fmt.Println(d)            // [0 3 0 0 0 0 5]
    
    // 二维数组
    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) // [[0 1 2] [1 2 3]]
}

🚫不过在真实的业务场景中，我们很少直接使用定长的数组，更多使用的是切片。

2.2.7 切片 slice

数组是定长的，所以 Go 推出可扩容的切片。与数组不同的是，切片不需要指定 [] 里的长度。

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// 1.声明空切片
var slice1 []string
// 2.创建一个带默认长度的切片
var slice2 = make([]int, 3)
// 3.声明并初始化切片
slice3 := []string{"g", "o", "o", "d"}
// 4.最常用切片创建方式
slice4 := make([]int, 3)
// 5.创建带有长度和容量的切片
slice5 := make([]int, 3, 5)

通常情况下，我们会使用 make 函数来创建一个切片；使用 append 来追加元素，注意要将其结果赋值给原切片；然后可以像数组一样去取值；还可以通过 [a:b] 来获取切片中指定范围的值。

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package main

import "fmt"

func main() {
    // 创建切片 —— 长度:3; 容量:5
    s := make([]string, 3, 5)
    s[0] = "a"
    s[1] = "b"
    s[2] = "c"
    fmt.Println("get:", s[2])   // c
    fmt.Println("len:", len(s)) // 3
    fmt.Println("cap:", cap(s)) // 5
    
    // append 追加元素
    s = append(s, "d")
    s = append(s, "e", "f")
    fmt.Println(s) // [a b c d e f]
    
    // copy 拷贝元素
    c := make([]string, len(s))
    copy(c, s)
    fmt.Println(c) // [a b c d e f]
    
    cs := []string{"w", "w", "w", "w", "w"}
    copy(cs, s[:3])
    fmt.Println(cs) // [a b c w w]
    
    // slice 切片取值操作也可以像 python 中的一样取出指定范围的元素, 只不过不可以是负数索引
    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]
    
    // 声明切片并初始化
    good := []string{"g", "o", "o", "d"}
    fmt.Println(good) // [g o o d]
    
    // 将切片 c 完全添加到切片 good 中!
    good = append(good, c...)
    fmt.Println(good) // [g o o d a b c d e f]
}

🤔切片元素的删除：Go 语言中并没有提供一个内置函数将切片中的元素进行删除，但我们可以使用 [x,y] 或者 append 来实现。

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// 切片元素的删除
slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}                 // 原始切片: [1 2 3 4 5]
slice = slice[1:]                             // 删除索引为0的元素: [2 3 4 5]
idx := 1                                      // 索引值 idx=1
slice = append(slice[:idx], slice[idx+1:]...) // 删除索引为1的元素: [2 4 5]

fmt.Println(slice) // [2 4 5]

⭐小结一下：

  • 每一个切片都引用了一个底层数组。
  • 切片创建时存储了一个长度和一个容量，还有一个指向数组的指针，当切片添加数据时，如果没有超过容量，直接添加，超出容量自动扩容成倍增长。
  • 一旦切片扩容，指针会指向一个新的底层数组内存地址。

2.2.8 字典 map

map 是 Go 语言中内置的字典类型，存储的是键值对 key:value 类型的数据，有以下特点：

  • map 是完全无序的，遍历时不会按照字母顺序或插入顺序输出，而是随机的，且只能通过 key 访问对应的 value。
  • 空的 slice 是可以直接使用的，因为它有底层数组；但空的 map 不能直接使用，需要先 make 或初始化后才能使用（map 是引用类型，如果声明没有初始化值，默认为 nil，是不能直接使用的）。
  • map 的 key 不能重复，否则新增加的值会覆盖原来 key 对应的 value。

创建 map：

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// 声明空 map: 不可直接使用
var map1 map[int]string
// 创建 map (已初始化——零值填充): 可直接使用
map2 := make(map[int]string)
// 声明并初始化 map: 可直接使用
map3 := map[string]int{"one": 1, "two": 2}

使用 map：

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package main

import "fmt"

func main() {
    // make 创建 map
    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
    
    // 如果 map 为空, 不能直接使用, 否则报错 panic: assignment to entry in nil map
    var nilMap map[int]float32
    //nilMap[0] = 1.0     // panic: assignment to entry in nil map
    if nilMap == nil {
        nilMap = make(map[int]float32)
    }
    nilMap[0] = 1.0
    fmt.Println(nilMap) // map[0:1]
    
    // 判断 key 是否存在, value,ok := map[key]
    r, ok := m["unknow"]
    fmt.Println(r, ok) // 0 false
    t, ok := m["two"]
    fmt.Println(t, ok) // 2 true
    
    // map 中使用 delete 删除 key 对应的键值对
    delete(m, "one")
    delete(m, "two")
    fmt.Println(m) // map[]
    
    // 不使用 make 函数, 直接创建并初始化 map
    m2 := map[string]int{"one": 1, "two": 2}
    var m3 = map[string]int{"one": 1, "two": 2}
    fmt.Println(m2, m3) // map[one:1 two:2] map[one:1 two:2]
}

2.2.9 range 遍历

介绍下 range 关键字：对于 slice 或者 map，我们可以使用 range 对其进行快速遍历。

  • slice：第一个是索引，第二个是值
  • map：第一个是键，第二个是值

如果不需要索引/键，可以直接使用 _ 匿名变量代替。

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package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

func main() {
    // slice —— range
    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
    // 如若不需要索引, 可使用 _ 匿名变量
    for _, num := range nums {
        fmt.Println(num)
    }
    
    // map —— range
    maps := make(map[int]string)
    maps[0] = "hello"
    maps[1] = "world"
    for key, value := range maps {
        // int 转 string(1): fmt.Sprintf("%d", intVal)
        fmt.Println(fmt.Sprintf("%d", key) + ":" + value)
        // int 转 string(2): strconv.Itoa(intVal)
        fmt.Println(strconv.Itoa(key) + ":" + value)
        // int 转 string(3): , 分隔
        fmt.Println(key, ":", value)
    }
    // 如若不需要键, 可使用 _ 匿名变量
    for _, v := range maps {
        fmt.Println("v", v)
    }
    // 如若不需要值, 可使用 _ 匿名变量, 也可以直接省略
    for k := range maps {
        fmt.Println("key", k)
    }
}

2.2.10 函数 func

💖Go 语言中的函数比较特殊，参数类型、返回值类型都是后置的，而且函数首字母大写/小写的作用不同：

  • 如果函数名首字母大写则表示公共函数，其他包能够调用，前提得引入当前包。
  • 如果函数名首字母小写则表示私有函数，仅能够在本包中调用。

Go 语言的函数 func 结构

💖Golang 中的函数原生支持返回多个值，且在实际业务场景中都返回两个值，第一个是真正的返回结果，第二个是错误信息。

多返回值

接下来看看函数的基本定义及其用法：

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package main

import "fmt"

func add(a int, b int) (int, string) {
    return a + b, "ok"
}

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
}

💖Go 语言中的函数也是一种数据结构，也可以被存储在一个变量中，调用变量的时候也就相当于调用函数——也就是可以将函数作为传递参数。

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package main

import "fmt"

func add(a int, b int) (int, string) {
    return a + b, "ok"
}

func main() {
    // 函数作为传递参数
    f := add
    ret, _ := f(2, 3)
    fmt.Println(ret) // 5
    
    // 定义函数变量
    var addingFunc func(int, int) (int, string)
    addingFunc = add
    result, str := addingFunc(1, 5)
    fmt.Println(result, str) // 6 ok
}

💖Go 中定义匿名函数加上 () 相当于直接调用；如果没有 () 则表示定义一个函数，可将其赋值给变量然后进行多次调用——匿名函数。

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package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

func main() {
    // 匿名函数的简单定义与调用
    func() {
        fmt.Println("匿名函数")
    }() // 匿名函数
    
    // 匿名函数的使用
    sum := func(a int, b int) int {
        return a + b
    }(1, 2)
    fmt.Println(sum) // 3
    
    // 定义匿名函数并赋值给其他变量, 此处并没有调用匿名函数, 因为没有()
    myFunc := func(a, b int) string {
        return strconv.Itoa(a) + fmt.Sprintf("%d", b)
    }
    // 调用定义的匿名函数
    returnVal := myFunc(6, 66)
    fmt.Println(returnVal) // 666
}

💖甚至你可以将匿名函数作为另一个函数的参数/返回值；其中作为参数的函数叫做回调函数，调用的函数叫做高阶函数。

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package main

import "fmt"

// 匿名函数作为返回值
func returnFunc(a int, b int) func() int {
    return func() int {
        return a + b
    }
}

func increase(a int, b int) int {
    return a + b
}

func reduce(a int, b int) int {
    return a - b
}

// opera: 高阶函数
// f: 回调函数
func opera(a int, b int, f func(int, int) int) int {
    res := f(a, b)
    return res
}

func main() {
    // 将匿名函数作为另一函数的参数
    num1 := opera(1, 2, increase) // 3
    num2 := opera(1, 2, reduce)   // -1
    fmt.Println(num1, num2)
    
    // 定义匿名函数作为函数参数
    num3 := opera(3, 4, func(a int, b int) int {
        return a * b
    })
    fmt.Println(num3) // 12
}

💖既然 Go 语言中的函数能作为返回值和参数，自然能打造闭包结构，与 JS 闭包含义相同。

所谓闭包，就是一个外层函数中有内层函数，这个内层函数会操作外层函数的局部变量，并且，外层函数把内层函数作为返回值，将内层函数与外层函数中的局部变量统称为闭包结构。

💖先捋清下为什么我们需要闭包结构，闭包有什么作用？

首先看一个简单的计数器例子！

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package main

import "fmt"

var counter = 0

func add() int {
    counter++
    return counter
}

func main() {
    add()
    add()
    add()
    fmt.Println(counter) // 3
}

虽然我们已经达到了目的，但是任意一个函数中都可以随意改动 counter 的值，所以该计数器并不完美，那我们将 counter 放到函数中如何？

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package main

import "fmt"

func add() int {
    counter := 0
    counter++
    return counter
}

func main() {
    add()
    add()
    ret := add()
    fmt.Println(ret) // 1
}

本意想输出 3，但由于局部变量在函数每次调用时都会被初始化为 0，所以达不到预期效果。所以我们此时就需要使用闭包来解决了。

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package main

import "fmt"

func add() func() int {
    counter := 0
    innerFunc := func() int {
        counter++
        return counter
    }
    return innerFunc
}

func main() {
    inner := add()
    inner()
    inner()
    ret := inner()
    fmt.Println(ret) // 3
}

精简下闭包代码：

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package main

import "fmt"

func main() {
    // 以上闭包的简写形式
    add := func() func() int {
        counter := 0
        return func() int {
            counter++
            return counter
        }
    }()
    
    add()
    add()
    ret := add()
    
    fmt.Println(ret) // 3
}

💖现在估计你能很轻松的理解以下代码了。

注意：由于闭包会携带包含它的函数的作用域，因此会比其他函数占用更多的内存。因此可以手动解除对内层匿名函数的引用，以便释放内存。

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package main

import "fmt"

func main() {
    res := closure()
    // 执行 closure 函数返回的内层函数
    r1 := res()
    r2 := res()
    
    fmt.Println(res) // 返回内层函数函数体地址: 0x46c7e0
    fmt.Println(r1)  // 1
    fmt.Println(r2)  // 2
    
    // 手动解除对内层函数的引用, 以便释放内存
    res = nil
}

// 定义一个闭包结构的函数, 返回一个匿名函数
func closure() func() int { //外层函数
    // 定义外层函数的局部变量a
    a := 0
    // 定义内层函数并返回
    return func() int {
        // 内层函数用到了外层函数的局部变量, 此变量不会随着外层函数的结束而销毁
        a++
        return a
    }
}

💖defer 函数是 Go 语言中另一奇特的存在：当 defer 函数调用后，代码暂不执行，推迟到主函数 main 执行结束后才会执行；一般用于资源的关闭。

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package main

import "fmt"

func main() {
    
    defer func() {
        fmt.Println("Close Resource")
    }()
    fmt.Println("defer...")
    
    // 输出结果:
    // defer...
    // Close Resource
}

2.2.11 指针

Golang 也支持指针，用法同 C/C++，只不过支持的操作比较有限。

Go 语言中通过 & 获取变量的地址，通过 * 获取指针所对应的变量存储的数值。

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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
}

🚀接着简单介绍下：「数组指针」、「指针数组」、「指针函数」、「指针参数」

区分数组指针和指针数组的定义，只需看清变量名更靠近 []（指针数组） 还是 *（数组指针）。

至于要区分这二者的使用方式只需要记得 [] 优先级高于 * 即可。

（1）数组指针：指向数组的指针

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package main

import "fmt"

func main() {
    // 数组指针
    arr := [3]int{1, 2, 3}
    var ars *[3]int
    ars = &arr
    (*ars)[0] = 0
    ars[1] = 1
    fmt.Println(ars)       // &[0 1 3]
    fmt.Println(*ars)      // [0 1 3]
    fmt.Println((*ars)[1]) // 1
}

（2）指针数组：数组元素皆为指针

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// 指针数组
a, b, c := 1, 2, 3
nums := [3]int{a, b, c}
numps := [3]*int{&a, &b, &c}

*numps[1] = 1
*numps[2] = 6
fmt.Println(nums)      // [1 2 3]
fmt.Println(numps)     // [0xc000018128 0xc000018130 0xc000018138]
fmt.Println(*numps[0]) // 1
fmt.Println(*numps[2]) // 6
for _, v := range numps {
    fmt.Print(*v, " ") // 1 1 6
}

（3）指针函数：如果一个函数返回结果是一个指针，那么这个函数就是一个指针函数

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package main

import "fmt"

func main() {
    var p = pfunc()
    fmt.Println((*p)[1]) // 2
}

// 指针函数: 此处返回切片指针(用法同数组指针)
func pfunc() *[]int {
    arr := []int{1, 2, 3}
    return &arr
}

（4）指针参数：指针作为函数的形参

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package main

import "fmt"

func main() {
    s := 19
    argpfunc(&s)
    fmt.Println(s) // 6
}

// 指针参数
func argpfunc(p *int) {
    *p = 6
}

2.2.12 结构体 & 结构体方法

Go 语言中不存在 Class 类的概念，但是可以通过结构体 struct 来实现。同时在结构体中也支持指针，避免对大结构体拷贝的开销。

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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"
    e := new(user)
    e.name = "wang"
    e.password = "1024"
    
    fmt.Println(a, b, c, d) // {wang 1024} {wang 1024} {wang 1024} {wang 1024}
    fmt.Println(e)          // &{wang 1024}
    
    fmt.Println(checkPassword(a, "996")) // false
    changePassword(&a, "996")            // 通过指针修改结构体中的数据
    fmt.Println(a)                       // {wang 996}
    
    // 匿名结构体 & 嵌套结构体
    p := struct {
        age int
        sex string
        u   user
    }{
        age: 21,
        sex: "Male",
        u:   user{"w", "1024"},
    }
    fmt.Println(p) // {21 Male {w 1024}}
}

func checkPassword(u user, password string) bool {
    return u.password == password
}

func changePassword(u *user, password string) {
    u.password = password
}

在 Golang 中还可以为结构体去定义方法，类似其他语言的类成员函数，这样就可以使用 对象.方法 去调用结构体方法了；结构体方法又分为带指针和不带指针两种，不带指针的是一种拷贝。

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package main

import "fmt"

// 结构体
type user struct {
    name     string
    password string
}

// 结构体方法
func (u user) checkingPassword(password string) bool {
    return u.password == password
}

// u user: 拷贝传入的结构体, 不修改原有结构体
// u *user: 可以修改传入的结构体
func (u *user) changingPassword(password string) {
    u.password = password
}

func main() {
    u := user{
        name:     "w",
        password: "1024",
    }
    // 结构体方法的调用
    isEqual := u.checkingPassword("1024")
    u.changingPassword("2022")
    
    fmt.Println(isEqual) // true
    fmt.Println(u)       // {w 2022}
}

2.2.13 字符串操作

Go 语言中的 strings 标准库含有很多操作字符串的工具函数，strings 主要针对 utf-8 编码。

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package main

import (
    "fmt"
    "strings"
)

func main() {
    a := "hello"
    b := "你好"
    fmt.Println(strings.Contains(a, "he"))         // true
    fmt.Println(strings.Index(a, "l"))             // 2
    fmt.Println(strings.Count(a, "l"))             // 2
    fmt.Println(strings.HasPrefix(a, "he"))        // true
    fmt.Println(strings.HasSuffix(a, "lo"))        // true
    fmt.Println(strings.Join([]string{a, b}, "-")) // hello-你好
    fmt.Println(strings.Repeat(a, 2))              // hellohello
    fmt.Println(strings.Replace(a, "l", "i", 1))   // heilo
    fmt.Println(strings.Split("a-b-c", "-"))       // [a b c]
    fmt.Println(strings.ToUpper(a))                // HELLO
    fmt.Println(strings.ToLower(a))                // hello
    fmt.Println(len(a))                            // 5
    fmt.Println(len(b))                            // 6
}

2.2.14 字符串格式化

😎Go 可以使用 fmt.Printf() 或者 fmt.Sprintf() 格式化字符串（后者能将格式化后的字符串赋值给新字符串）！

😎Go 语言中额外提供了占位符 %v 来打印任意类型的变量，你还可以用 %+v、%#v 打印更加详细的信息 …

🔎字符串格式化符号|一览表

占位符 说明
%d 十进制的数字
%T 取类型
%s 取字符串
%t 取 bool 类型的值
%p 取内存地址
%b 整数以二进制显示
%o 整数以八进制显示
%x 整数以十六进制显示
%v 任意类型变量
%+v 在 %v 基础上，对结构体字段名和值进行展开
%#v 输出 Go 语言语法格式的值 
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package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type point struct {
    x, y int
}

func main() {
    s := "hello"
    n := 123
    f := 3.141592653
    b := true
    p := point{1, 2}
    
    // fmt.Printf()
    fmt.Printf("%s\n", s)   // hello
    fmt.Printf("%d\n", n)   // 123
    fmt.Printf("%b\n", n)   // 1111011
    fmt.Printf("%f\n", f)   // 3.141592653
    fmt.Printf("%.3f\n", f) // 3.142
    fmt.Printf("%t\n", b)   // true
    
    fmt.Printf("%T\n", f) // float64
    fmt.Printf("%T\n", p) // main.point
    
    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}
    
    // fmt.Sprintf()
    motto := fmt.Sprintf("Today is %s, and I'm working under the %d system...\n", time.Now(), 965)
    fmt.Printf(motto)
    
    // 利用 fmt.Sprintf() 方法返回 string 的特性, 可以将 int 转为 string
    intVal := 1024
    var strVal string = fmt.Sprintf("%d", intVal) // int 转 string
    fmt.Printf("%T", strVal)                      // string
}

2.2.15 接口

Golang 接口内可以定义多个方法，谁将这些方法实现，就可以认为是实现了该接口（这是一种约束，不像 Java 还需要 implements 来显式实现），这样规范了方法。在调用的时候使用不同的结构体对象，可以实现执行不同的方法。这样就实现了 Go 语言中的多态。

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package main

import "fmt"

type action interface {
    // run: run in speed
    run(int)
    // get: get name
    get() string
}

type person struct {
    name  string
    speed int
}

type animal struct {
    types    string
    velocity int
}

func (per *person) run(speed int) {
    fmt.Println("Run in", speed, "m/s")
}

func (per *person) get() string {
    return per.name
}

func (ani *animal) run(velocity int) {
    fmt.Println("Run in", velocity, "m/s")
}

func (ani *animal) get() string {
    return ani.types
}

func main() {
    per := person{name: "w", speed: 1}
    ani := animal{types: "tiger", velocity: 6}
    
    var act action
    act = &per
    act.run(per.speed) // Run in 1 m/s
    name := act.get()  // w
    
    act = &ani
    act.run(ani.velocity) // Run in 6 m/s
    types := act.get()    // tiger
    
    fmt.Println(name, types)    // w tiger
}

🌓Golang 还存在空接口 interface{}，这种类型可以理解为任意类型，类似 Java 中的 Object 类。

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package main

import "fmt"

// T 空接口的定义, 也可以直接使用 interface{}
type T interface {
}

func test1(t T) {
    fmt.Println(t)
}

// 简化: T=interface{}
func test2(t interface{}) {
    fmt.Println(t)
}

⭐既然空接口可以传递任意类型，我们就可以利用这个特性把空接口 interface{} 当作容器使用。

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// interface{} 作为 map 的 value
maps := make(map[int]interface{})
maps[1] = 1
maps[3] = "369"
maps[6] = true
maps[9] = 9.9

fmt.Println(maps) // map[1:1 3:369 6:true 9:9.9]
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package main

import "fmt"

// Dictionary 封装map
type Dictionary struct {
    data map[string]interface{}
}

func NewDictionary() *Dictionary {
    return &Dictionary{
        data: make(map[string]interface{}),
    }
}

func (dict *Dictionary) Set(key string, value interface{}) {
    dict.data[key] = value
}

func (dict *Dictionary) Get(key string) interface{} {
    return dict.data[key]
}

func main() {
    // Dictionary
    dict := NewDictionary()
    dict.Set("a", "abandon")
    dict.Set("b", 2)
    dict.Set("c", false)
    
    fmt.Println(dict.Get("a"))  // abandon
    fmt.Println(dict.Get("d"))  // <nil>
}

💖更多关于空接口的解释：The Go Empty Interface Explained

2.2.16 错误处理

💧错误和异常不同：

  • 错误是在程序中正常存在的，可以预知的失败在意料之中。
  • 异常通常指在不应该出现问题的地方出现问题，比如空指针，这在人们的意料之外。

在 Golang 中，错误处理通常被单独作为一个返回值以传递错误信息。不同于 Java，Go 语言能很清晰的知道是哪个函数返回了错误，并且可以使用简单的 if-else 语句加以处理。

🔎error 的定义是一个接口，接口内部包含一个返回字符串类型的方法 Error()。

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type error interface {
    Error() string
}

清楚 error 的定义是一个接口类型后，那么只要实现了这个接口都可以用来处理错误信息，来返回一个错误提示给用户。

Go 语言也提供了一个内置包 errors，使用 errors.New("") 来创建一个错误对象，以下为 errors 内置包中 errors.go 的定义：

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package errors

// New returns an error that formats as the given text.
// Each call to New returns a distinct error value even if the text is identical.
func New(text string) error {
   return &errorString{text}
}

// errorString is a trivial implementation of error.
type errorString struct {
   s string
}

func (e *errorString) Error() string {
   return e.s
}

⭐通常的做法是：当出错时，返回一个 nil 和一个 error；否则直接返回原有值和 nil。

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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() {
    users := []user{{"w", "1024"}, {"q", "996"}}
    
    u, e := findUser(users, "w")
    if e != nil {
        fmt.Println(e)
        return
    }
    fmt.Println(*u) // {w 1024}
    
    if us, err := findUser(users, "r"); err != nil {
        fmt.Println(err) // not found
        return
    } else {
        fmt.Println(*us)
    }
}

2.2.17 时间处理

关于时间处理，最常用的莫过于 time.now() 获取当前时间。以下还有一些 time 内置包的常见用法：

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package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    nowTime := time.Now()
    fmt.Println(nowTime) // 2022-05-09 13:02:24.4523211 +0800 CST m=+0.007505401
    
    // Date(): 获取年月日
    year, month, day := time.Now().Date()
    fmt.Println(year, month, day) // 2022 May 09
    // Clock(): 获取时分秒
    hour, minute, second := time.Now().Clock()
    fmt.Println(hour, minute, second) // 13 1 1
    
    // 格式化时间
    formatTime1 := nowTime.Format("2006/01/02 15:04:05")
    fmt.Println(formatTime1) // 2022/05/09 11:40:29
    formatTime2 := nowTime.Format("2006年01月02日 15时04分05秒")
    fmt.Println(formatTime2) // 2022年05月09日 11时41分25秒
    
    // 构造带时区的时间
    created := time.Date(2022, 5, 9, 11, 12, 13, 0, time.UTC)
    fmt.Println(created) // 2022-05-09 11:12:13 +0000 UTC
    fmt.Println(created.Year(), created.Month(), created.Day(),
        created.Hour(), created.Minute(), created.Second()) // 2022 May 9 11 12 13
    
    // Add(): 对某个时间点进行增加时间间隔的操作
    // Sub(): 可以对两个时间点进行减法然后获取时间段
    another := created.Add(time.Hour + time.Minute*3)
    diff := another.Sub(created)
    fmt.Println(diff)                         // 1h3m0s
    fmt.Println(diff.Hours(), diff.Minutes()) // 1.05 63
    
    // 时间戳
    fmt.Println(nowTime.Unix()) // 1652417743
    
    // 时间解析
    t, err := time.Parse("2006-01-02 15:04:05", "2022-05-09 11:12:13")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(t == created) // true
}

😮更多：

2.2.18 JSON 处理

Go 中操作 JSON 非常简单，对于一个结构体我们只需要确保每个字段的首字母为大写（即公开字段），那么这个结构体就能够用 json.Marshal 去序列化成一个 JSON byte[]，如果要转化成字符串则通过 string() 即可；序列化后的字符串也可以用 json.Unmarshal 去反序列化到一个 struct 变量中。

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package main

import (
    "encoding/json"
    "fmt"
)

type userInfo struct {
    Name  string
    Age   int `json:"age"` // `json:"age"` 是 json tag, 可以按 tag 名进行输出
    Hobby []string
}

func main() {
    // struct ==> json(string)
    user := userInfo{Name: "w", Age: 21, Hobby: []string{"Java", "Golang", "Python", "C++"}}
    buf, err := json.Marshal(user) // struct ==> byte[]
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(buf)         // byte[]: [123 34 78 97...]
    fmt.Println(string(buf)) // string: {"Name":"w","age":21,"Hobby":["Java","Golang","Python","C++"]}
    
    // struct ==> json(string): 带有缩进的标准 JSON 格式
    buf, err = json.MarshalIndent(user, "", "\t")
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println(string(buf))
    /* 输出结果:
       {
               "Name": "w",
               "age": 21,
               "Hobby": [
                       "Java",
                       "Golang",
                       "Python",
                       "C++"
               ]
       }
    */
    
    // json(string) ==> struct
    var u userInfo
    err = json.Unmarshal(buf, &u)
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Printf("%#v", u) // main.userInfo{Name:"w", Age:21, Hobby:[]string{"Java", "Golang", "Python", "C++"}}
}

2.2.19 数字解析

接下来学习下字符串与数字之间的转换，在 Go 语言中，关于字符串和数字类型的转换都在 strconv 内置包中，这个包名是 string & convert 两个单词的缩写拼接而成。

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package main

import (
    "fmt"
    "strconv"
)

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
    
    // string ==> int
    n2, _ := strconv.Atoi("123") // Atoi is equivalent to `ParseInt()`
    fmt.Println(n2)              // 123
    
    // int ==> string
    var str string = strconv.Itoa(123)
    fmt.Println(str) // 123
    
    n2, err := strconv.Atoi("AAA")
    fmt.Println(n2, err) // 0 strconv.Atoi: parsing "AAA": invalid syntax
}

2.2.20 进程信息

在 Go 中，我们可以使用 os.Args 来获取程序执行时指定的命令行参数。

⭐比如我们编译一个二进制文件，执行 go run example/20-env/main.go a b c d 命令，其中有 a b c d 四个命令行参数，但是 os.Args 会是长度为 5 的 slice，因为第一个成员代表二进制自身的名字。

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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]
    slices := os.Args
    fmt.Println(len(slices))       // 5
    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
}

🔎「Go 入门」中的部分图片引用自：https://juejin.cn/book/6844733833401597966

3. Go 实战程序

上文已经介绍了 Go 语言的基础语法和一些常用标准库的使用方法，接下来通过 3 个实例真正上手 Golang！

3.1 猜谜游戏

唯一需要注意的是 Linux/Unix、Windows、Mac OS 三个操作系统下换行符不一致问题！

  • Linux/Unix：换行符为 \n
  • Mac OS：换行符为 \r
  • Windows：换行符为\r\n

附部分 ASCII 码对照表

OK，如下就可以实现一个简单的猜谜游戏程序了！

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package main

import (
    "bufio"
    "fmt"
    "math/rand"
    "os"
    "strconv"
    "strings"
    "time"
)

func main() {
    maxNum := 100
    // 用时间戳初始化随机数种子
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())
    // rand.Intn(100): 产生 0 到 100 之间的随机整数
    secretNumber := rand.Intn(maxNum)
    
    fmt.Print("Please input your guess: ")
    reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
    for {
        // 读取一行输入: 读到 \nxxxx\n ==> 需要去掉\n
        input, err := reader.ReadString('\n') // 输入结束符: \n
        if err != nil {
            fmt.Println("An error occured while reading input. Please try again", err)
            continue
        }
        
        // Windows —— CRLF(回车+换行): \r\n
        // Linux/Unix —— LF(换行): \n
        // Mac OS —— CR(回车): \r
        /* strings.TrimSuffix(): 去掉最后读入的回车换行 "\r\n" */
        input = strings.TrimSuffix(input, "\r\n")
        
        // Atoi: string ==> int
        // Itoa: int ==> string
        guess, err := strconv.Atoi(input)
        if err != nil {
            fmt.Println("Invalid input. Please enter an integer value")
            continue
        }
        fmt.Println("You guess is", guess)
        if guess > secretNumber {
            fmt.Println("Your guess is bigger than the secret number. Please try again")
        } else if guess < secretNumber {
            fmt.Println("Your guess is smaller than the secret number. Please try again")
        } else {
            fmt.Println("Correct, you Legend!")
            break
        }
    }
}

3.2 在线词典

以彩云小译为例，来扒一下翻译接口：

我们需要在 Golang 中发送该请求，因为这个请求比较复杂，较难用代码构造，我们可以借助第三方工具 curlconverter 来生成代码。

首先 Copy as cURL (bash)，然后借助 curlconverter 工具生成 Golang 对应的请求代码：

将代码直接运行可得到请求成功后返回的 JSON 结果（v1）：

然后我们需要根据 Response Body 构造出对应的结构体，然后将响应回来的 json 字符串反序列化到结构体中，显然我们不可能自己构造（繁琐且易出错），此时需要再借助第三方工具 OKTools 生成对应的结构体。

具体做法是将彩云小译中响应的 json 字符串粘贴到 OKTools 生成对应的结构体：

构造「请求结构体」与「响应结构体」后，再次发送请求试试（v3）：

可以看出所有信息都已经打印出来，但这并不是我们想要的，我们只打印 explanations 和 prons 这两部分的信息即可。

这样在线词典就完成了，可以运行以下程序尝试一下。

3.3 SOCKS5 代理

先浅浅演示下最终效果：启动 Golang 代理服务器程序，然后通过命令行 curl -socks5 代理服务器地址 目标URL 测试（或者通过 SwitchyOmega 插件配置，然后直接访问网站），如果代理服务器能正常工作，那么 curl 命令就会正常返回，代理服务器的日志也会打印出你所访问的网站域名或者 IP，这说明我们的网络流量是通过此代理服务器转发的。

这里我们将要编写一个较为复杂的 socks5 代理服务器，虽然 socks5 协议是代理协议，但是它并不能用于出去，它的协议使用明文传输。

该协议诞生于互联网早期，因为早些时候某些互联网的内网为了确保安全性，有很严格的防火墙策略，但是这会使其访问某些资源较为麻烦，所以 socks5 应运而生，它相当于在防火墙上开个口子，让授权用户可以通过单个端口访问内部资源。

实际上很多软件最终暴露的也是一个 socks5 协议的端口，其实爬虫中所使用的 IP 代理池中很多代理协议就是 socks5。

接着简单了解下 socks5 的工作原理（下附图解），大致流程是浏览器与 socks5 代理服务器建立 TCP 连接，然后 socks5 代理服务器再与目标服务器建立 TCP 连接，这里可分为四个阶段：握手阶段、认证阶段、请求阶段、relay 阶段。

  • 第一阶段——握手：浏览器向 socks5 代理服务器发起请求，其中的数据包内容包括协议版本号 VER，还有支持的认证种类 NMETHODS，以及具体的认证方法 METHOD。如果类型为 00 则表示不需要认证，如果为其他类型则进入认证流程。
  • 第二阶段——认证：不作详细介绍。
  • 第三阶段——请求：认证通过后浏览器会向 socks5 代理服务器发起 Connection 请求，主要信息包括版本号 VER、请求类型 CMD、保留字段 RSV、目标地址类型 ATYP、目标 IP & Port。代理服务器接收到请求后，会和目标服务器建立起连接，然后返回响应。
  • 第四阶段——relay：此时浏览器与目标服务器就可以通过 socks5 代理进行数据的正常收发。

SOCKS5 协议工作原理

😮在正式实现 socks5 代理前，我们先用 Golang 实现一个简单的 TCP Echo Server 过渡一下：

💖「SOCKS5 代理服务器」完整代码（附超详细的代码注释）

🥰接着就是测试环节了，命令行测试和浏览器测试各演示一次。

命令行测试

浏览器测试：通过 SwitchyOmega 插件配置访问网站，代理服务器进行响应

4. 课后作业

4.1 简化猜谜游戏

关键代码：

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var guess int
_, err := fmt.Scanf("%d\r\n", &guess) // windows

最终代码：

4.2 新增翻译引擎

所使用的翻译引擎：有道智云AI翻译

具体操作上文已经详细介绍过了，代码如下：

🚀这里补充推荐几个翻译接口：

⭐后三种翻译平台想要免费使用的话都需要破解，或者你可以氪金去申请对应翻译平台的 API 接口，比较稳定。

4.3 并行请求翻译

关键代码：

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func main() {
    // ...
    var wg sync.WaitGroup
    wg.Add(2)
    go func() {
        queryYouDao(word)
        wg.Done()
    }()
    go func() {
        queryCaiYun(word)
        wg.Done()
    }()
    wg.Wait()
}

最终代码：

5. 最后

💖 如果本文对你有所帮助，点个「赞」支持一下吧！

💖/ END / 下期见！

License

本文由 Yikun Wu 原创，采用 CC BY-NC-SA 4.0 许可协议，转载请注明出处。

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