devStandard/docs/learning/a-go/1-go基础.md

1-go基础

1. https://go.dev/tour/ (必读) , 中文版 https://tour.go-zh.org/
2. https://go.dev/doc/effective_go (必读)
3. https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN

初始化

go mod init github.com/用户名/模块名
# 会生成go.mod, 相当于 npm 的 package.json
# 删除不再依赖的模块
go mod tidy

// hello-word.go
package main

import "fmt" // 标准库

func main() {
	fmt.Println("Hello World")
}

运行 go run ./hello-word.go

import (
	"fmt"
	"math"
) // 分组导入

在 Go 中，如果一个名字以大写字母开头，那么它就是已导出的。例如，Pizza 就是个已导出名，Pi 也同样，它导出自 math 包。

打印信息

Print: 轻量, 没有时间戳

开发阶段调试或者简单输出文本

fmt.Println("Hello, World!") // 在末尾添加换行符

fmt.Print("Hello, ")  // 不添加换行符号
fmt.Print("World!\n")

fmt.Printf("Name: %s, Age: %d\n", "Alice", 30) // 格式化字符串

Log:

默认带有时间戳, 可以输出日志所在的文件和行号, 可以触发程序的终止或异常

log.Println("This is a log message.")

log.Print("Logging without newline.")

log.Printf("Name: %s, Age: %d", "Alice", 30)

log.Fatal("Fatal error occurred.")  // 打印信息后调用 os.Exit(1)，程序会立即终止。适用于严重错误

log.Panic("Panic occurred.") // 打印信息后调用 `panic`，程序会抛出异常。适用于需要立即中断的错误

变量

var a = 1 // var声明变量,并赋值; 全局变量

func main() {
	var b int // 声明变量后面再赋值,就得带上类型
	b = 2
	fmt.Println(b)
	str := "Hello World" // 函数里的变量 := 直接赋值,自动推断类型
	fmt.Println(str)
}

• := 结构不能在函数外使用
• 没有明确初始化的变量声明会被赋予对应类型的 零值。
  • 数值类型零值为 0，
  • 布尔类型零值为 false，
  • 字符串零值为 ""（空字符串）。
• 常量

//常量的声明与变量类似，只不过使用 const 关键字。
//常量可以是字符、字符串、布尔值或数值。
//常量不能用 := 语法声明。
const Pi = 3.14

基本类型

func main() {
	a := 10
	fmt.Printf("a 类型为: %T\n", a) // Printf格式化输出, %T占位

	b := float32(10)
	fmt.Printf("b 类型为: %T\n", b)

	// 基本类型
	// 整数
	// int int8 int16 int32 int64 uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr float32 float64 complex64
	// byte // uint8 别名
	// rune // int32 别名

	// 浮点数
	// float32 float64

	// 复数
	// complex64 complex128

	// 布尔类型
	// bool

	// 字符串
	// string
}

• 类型转换: Go 在不同类型的项之间赋值时需要显式转换

i := 42
f := float64(i)
u := uint(f)

运算符

// 加减乘除 + - * /
// 取余 %
// 比较 == != < <= > >=
// 按位与 &
// 逻辑运算符 && ||
// 逻辑非 !

分支

if else

• 表达式外无需小括号 ( )

func main() {
	a := 10
	if a > 10 {
		fmt.Println("a > 10")
	} else  if a > 5 {
		fmt.Println("5 < a <= 10")
	} else {
		fmt.Println("a <= 5")
	}
    
    // 局部变量声明
	// 还能在if中直接用 := 赋值 ; 该语句声明的变量作用域仅在 `if` 和 `else` 之内。
	if b := 10; b > 10 {
		fmt.Println("b > 10")
	}
}

switch

// switch语句, case里不需要写break
c := 10
switch c {
	case 10:
	fmt.Println("c == 10")
	case 5:
	fmt.Println("c == 5")
	default:
	fmt.Println("c != 10 && c != 5")
}

循环

for循环

• 三参数形式
  • 和 C、Java、JavaScript 之类的语言不同，Go 的 for 语句后面的三个构成部分外没有小括号

// 只有一种循环形式
// for循环

func main() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(i)
	}
	// 可以用break来退出循环
	for i := 0; i < 10; i++ {
		if i == 5 {
			break
		}
		fmt.Println(i)
	}
	// 可以用continue来跳过当前循环
	for i := 0; i < 10; i++ {
		if i == 5 {
			continue
		}
		fmt.Println(i)
	}
}

• range 形式（用于遍历数组、切片、map 等）：

// 同时需要索引和值
for index, value := range array {
    // 使用 index 和 value
}

// 只需要值
for _, value := range array {
    // 只使用 value
}

// 只需要索引
for index := range array {
    // 只使用 index
}

模拟while循环

// 模拟while循环
m := 1
for m < 5 {
	fmt.Println(m)
	m++
}

函数

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

func swap(a, b int) (int, int) { // a b的类型是同一种；函数可以返回多个值
	return b, a
}

func main() {
	fmt.Println(sum(1, 2))
	a, b := swap(1, 2)
	fmt.Println(a, b)
}

没有参数的 return 语句会直接返回已命名的返回值，也就是「裸」返回值。

defer 推迟

defer 语句会将函数推迟到外层函数返回之后执行。

推迟调用的函数其参数会立即求值，但直到外层函数返回前该函数都不会被调用。

func main() {
	defer fmt.Println("world")

	fmt.Println("hello")
}

数组 array

同一类型的元素的固定长度序列

• 在实践中，切片比数组更常用。

// Array
var arr [5]int // 声明一个包含5个整数的数组

arr[0] = 10 // 将数组的第一个元素设置为10
fmt.Println(arr[0]) // 输出: 10


a := [3]int{1, 2, 3} // 数据的长度是固定且不可变的
fmt.Println(a)

切片 slice

切片是对数组的抽象，它提供了更强大的功能和灵活性 切片的长度可以动态变化，这是它与数组的主要区别

• 切片就像数组的引用, 切片并不存储任何数据, 更改切片的元素会修改其底层数组中对应的元素, 和它共享底层数组的切片都会观测到这些修改。

// Slice
// 如果要定义可变长度的数组，可以使用slice

var slice []int // 声明一个整数切片, 这里的方括号里没有长度, 数组则是要求固定长度
slice = make([]int, 5) // 创建一个长度为5的切片

// 切片也可以通过数组的一部分创建
arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
slice2 := arr[1:4] // 创建一个包含arr[1]到arr[3]的切片

// 用make函数创建, 初始长度为0
b := make([]int, 0)
//`make` 函数会分配一个元素为零值的数组并返回一个引用了它的切片

e := make([]int, 5) // len(e)=5, cap(e)=5, [0,0,0,0,0]

// 要指定它的容量，需向 make 传入第三个参数
a := make([]int, 0, 5) // len(a)=0, cap(a)=5, []

f := e[:2] // len(f)=2, cap(f)=5, [0, 0]
g := f[2:5]

// 追加元素
b = append(b, 1, 2, 3)
fmt.Println(b)

// 或者字面值
c := []int{1, 2, 3} // []里不指定长度
c[0] = 10           // 使用下标的方式修改
fmt.Println(c)

// 选出一个半闭半开区间，包括第一个元素，但排除最后一个元素。
d := a[1:3]
fmt.Println("d的值为:", d)

切片的默认行为

var a [10]int
// 以下切片表达式和它是等价的
a[0:10]
a[:10]
a[0:]
a[:]

切片的长度 len 和容量 cap

• 切片的长度就是它所包含的元素个数。
• 切片的容量是从==切片的起始==位置到==底层数组==的末尾
• 切片 s 的长度和容量可通过表达式 len(s) 和 cap(s) 来获取。

func main() {
	s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	printSlice(s)

	// 截取切片使其长度为 0
	s = s[:0]
	printSlice(s)

	// 扩展其长度
	s = s[:4]
	printSlice(s)

	// 舍弃前两个值
	s = s[2:]
	printSlice(s)
}

func printSlice(s []int) {
	fmt.Printf("len=%d cap=%d %v\n", len(s), cap(s), s)
}

输出

len=6 cap=6 [2 3 5 7 11 13]
len=0 cap=6 []
len=4 cap=6 [2 3 5 7]
len=2 cap=4 [5 7]

• s[:i] 创建一个从切片 s 的开始到索引 i 的新切片，不包括索引 i 的元素。
• s[i:] 创建一个从索引 i 到切片 s 的末尾的新切片，包括索引 i 的元素。
• 切片操作不会改变底层数组的容量，只是改变了切片的长度和起始位置。

使用场景:

• 预分配切片：在一些场景中，你可能知道要存储的元素个数并且希望避免动态扩展切片，可以通过预分配足够的容量来避免性能损失。

data := make([]int, 50) // 长度和容量都为50

• 优化性能：当你需要向切片中添加元素时，如果切片的容量已经满了，Go会创建一个新的底层数组并将现有元素复制过去。这是一个相对耗时的操作。如果你提前知道大致需要的容量，可以预先分配好，避免多次内存分配和数据复制操作。

// 预先分配容量，避免多次扩容
s := make([]int, 0, 100) // 长度为0，容量为100
for i := 0; i < 100; i++ {
    s = append(s, i)
}

• 切片的高效操作：利用切片的容量可以进行更高效的切片操作，而不必担心底层数组的频繁重新分配

// 假设有一个初始切片
s := make([]int, 0, 10) // 长度为0，容量为10

// 可以安全地追加元素，直到达到容量限制
for i := 0; i < 10; i++ {
    s = append(s, i)
}

// 如果继续追加元素，则会触发容量的扩展
s = append(s, 10) // 触发扩展，容量将翻倍

nil 的切片

切片的零值是 nil。 (零值: 没有赋值时的默认值)

nil 切片的长度和容量为 0 且没有底层数组

var s []int
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
if s == nil {
	fmt.Println("nil!")
}

二维切片

切片可以包含任何类型，当然也包括其他切片。

// 创建一个井字棋（经典游戏）
board := [][]string{
	[]string{"_", "_", "_"},
	[]string{"_", "_", "_"},
	[]string{"_", "_", "_"},
}

// 两个玩家轮流打上 X 和 O
board[0][0] = "X"
board[2][2] = "O"
board[1][2] = "X"
board[1][0] = "O"
board[0][2] = "X"

for i := 0; i < len(board); i++ {
	fmt.Printf("%s\n", strings.Join(board[i], " "))
}

切片追加元素

切片（slice）的容量是动态增长的。当你向切片追加元素时，如果当前容量不足以容纳新元素，Go会自动扩容切片。切片的容量增长策略通常是当前容量的1.25倍

package main

import "fmt"

func main() {
	var s []int
	printSlice(s)

	// 可在空切片上追加
	s = append(s, 0)
	printSlice(s)

	// 这个切片会按需增长
	s = append(s, 1)
	printSlice(s)

	// 可以一次性添加多个元素
	s = append(s, 2, 3, 4)
	printSlice(s)
}

func printSlice(s []int) {
	fmt.Printf("len=%d cap=%d %v\n", len(s), cap(s), s)
}

// 输出
len=0 cap=0 []
len=1 cap=1 [0]
len=2 cap=2 [0 1]
len=5 cap=6 [0 1 2 3 4]

分析添加 2,3,4的过程

初始状态：长度2，容量2。
追加第一个元素（2）：长度变为3，容量变为4。
追加第二个元素（3）：长度变为4，容量仍为4。
追加第三个元素（4）：长度变为5，容量变为6。

range遍历

for 循环的 range 形式可遍历切片或映射。

当使用 for 循环遍历切片时，每次迭代都会返回两个值。 第一个值为当前元素的下标，第二个值为该下标所对应元素的一份副本。

package main

import "fmt"

var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}

func main() {
	for i, v := range pow {
		fmt.Printf("2**%d = %d\n", i, v)
	}
}

可以将下标或值赋予 _ 来忽略它。

for i, _ := range pow

for _, value := range pow

若你只需要索引，忽略第二个变量即可。

for i := range pow

映射 map

一种无序的键值对集合。映射的键必须是唯一的，且通常是可比较的类型（如字符串、数字等） 相当于 js 里的对象

// Map
var m1 map[string]int // 声明一个键为字符串、值为整数的映射
m1 = make(map[string]int) // 初始化映射

m := map[string]int{"a": 1, "b": 2, "c": 3} // []里是key的类型,后面是value的类型
fmt.Println(m)
fmt.Println(m["a"])

// 如果不需要初始值, 也可以用make函数创建
// 映射的零值是nil
n := make(map[string]int)
n["a"] = 1
n["b"] = 2
n["c"] = 3
fmt.Println(n)

删除元素

delete(m, key)

检测某个键是否存在

elem, ok = m[key]

// 若 `key` 在 `m` 中，`ok` 为 `true` ；否则，`ok` 为 `false`。

// 若 `key` 不在映射中，则 `elem` 是该映射元素类型的零值。

结构体 struct

// Struct 结构体, 类似于js里的class类
type Student struct {
	Name string
	Age  int
	Sex  string
}

s := Student{"jqtm", 18, "male"}
t := s
s.Age = 19 // 使用.修改值
fmt.Println(s)
fmt.Println(t) // s的修改不会影响t,因为t是s的副本
//  Go 语言中结构体是值类型，赋值操作会创建一个新的副本，而不是引用
//  如果想要引用传递，可以使用指针
u := &s // go中通过&来获取变量指针地址
s.Age = 20
fmt.Println(s)
fmt.Println(*u) // 使用*来解引用
u.Age = 21      // 修改值时可以省略*, go会自动进行解引用
fmt.Println(s)
fmt.Println(*u) // 使用*来声明这是个指针,进行解引用

p := Point{1, 2}
p.SetPoint(3, 4)
fmt.Println(p)

结构体添加方法

// 结构体也能添加方法
type Point struct {
	X int
	Y int
}

func (p *Point) SetPoint(x, y int) { // 大部分情况需要*,否则只是修改副本;方法名首字母大写; 方法是定义在结构体的外部
	p.X = x
	p.Y = y
}

接口

// 接口
type Shape interface { // type 接口名 interface
	Print() // 在里面定义方法,不需要func
}

// 结构体实现接口
type Rectangle struct{}
type Circle struct{}


// 定义同名的方法
func (r Rectangle) Print() {
	fmt.Println("矩形")
}

func (c Circle) Print() {
	fmt.Println("圆形")
}

func main() {
	//接口的实现
	var i Shape     // 类型是接口
	i = Rectangle{} // 赋值不同的结构,实现多态
	i.Print()
	i = Circle{}
	i.Print()
}

错误处理

func main() {
	// 错误处理
	n, err := fmt.Println("Hello") // 错误是通过函数的多个返回值实现的
	// 需要判断err是否为nil或者有没有值
	if err != nil {
		// 执行正常代码
	} else {
		// 执行异常代码
	}
}

多线程

func func1() {
	time.Sleep(500 * time.Millisecond) // Millisecond 毫秒
	fmt.Println("func1")
}

func func2() {
	fmt.Println("func2")
}

func func3(ch chan string) {
	time.Sleep(2 * time.Second)
	ch <- "func3" // 发送数据到管道
}

func func4(ch chan string) {
	time.Sleep(1 * time.Second)
	ch <- "func4"
}

func main() {
	// 多线程 Goroutines
	go func2() // 开启一个新的线程
	func1()    // 在主线程中执行,延迟了500毫秒,func2能够在主线程退出前打印

	// 管道 Channels, 多个线程之间进行通信和同步
	ch := make(chan string) // 使用make函数创建一个管道
	go func3(ch)            // 需要开启一个新的线程来接收数据
	res1 := <-ch            // 从管道中获取数据,接收操作是阻塞的，直到有数据发送过来
	fmt.Println(res1)       // 所以是先打印func3再打印func4

	go func4(ch)
	res2 := <-ch
	fmt.Println(res2)

	go func3(ch)
	go func4(ch)
	for i := 0; i < 2; i++ {
		select { // select 可以同时接收多个管道数据,类似于switch
		case res := <-ch:
			fmt.Println(res)
		}
	}
}

模块管理

go get github.com/hekmon/transmissionrpc/v3

# 如何卸载
# 删除 go.mod 中的依赖行
# 清理未使用的依赖
go mod tidy

Vscode 断点调试

https://pengtech.net/golang/vscode_debug_golang.html

1. 安装 delve

https://github.com/go-delve/delve/tree/master/Documentation/installation

which dlv

1. 点击调试图标, 创建 .vscode/launch.json

{  
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.  
    // Hover to view descriptions of existing attributes.  
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387  
    "version": "0.2.0",  
    "configurations": [  
        {  
            "name": "Launch golang program",  
            "type": "go",  
            "request": "launch",  
            "mode": "auto",  
            "program": "main.go"  
        }  
    ]  
}