Go程式設計基礎

HULK一線技術雜談發表於2018-11-05

女主宣言

Go 是一個開源的程式語言,它能讓構造簡單、可靠且高效的軟體變得容易。現在Go的開發已經是完全開放的,並且擁有一個活躍的社群。本節課開始,李鋼老師將使用Go語言來做一些程式設計實踐方面的講解。

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Go程式設計基礎

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by NASA IOTD


上面兩次課我講解了程式設計方面的基礎知識,這次開始,我使用Go語言來做一些程式設計實踐方面的講解。


今天先來說下Go語言中的一些我認為比較重要的知識點。


關於Go的基礎使用,這裡不做過多介紹,可以閱讀:

  1. How to Write Go Code:

  2. Effective Go:

  3. The Way to Go:

重要的資料結構

slice

基礎知識

slice是go中最常用的資料結構之一,它相當於動態陣列,瞭解下它的內部實現,對我們使用來說有很大的好處:


slice的資料結構示例為:

type slice struct {    

    ptr *array  //底層儲存陣列    

    len int     //當前儲存了多少個元素    

    cap int     //底層陣列可以儲存多少個元素(從ptr指向的位置開始)}

用張圖來表示:

Go程式設計基礎

我們常用的slice有個len和cap的概念,他們就是取len和cap這兩個欄位的值。

slice我們通常都用它做為動態陣列使用,但slice翻譯過來是切片的意思,為什麼呢?

我們來看個例子:

首先,我們建立一個slice:

s := make([]int, 5)

對應的資料結構為:

Go程式設計基礎

之後,我們再呼叫:

ss := s[2:4]

我們得到:

Go程式設計基礎

所以兩個slice,相當於是在底層array上的兩個切片。大家請注意下第二個slice的cap是3。

使用注意

slice在使用中有幾個很容易出錯的地方,需要大家注意下。

這裡先總結下最容易出錯的原因,就是多個slice在使用同樣的底層儲存時,修改一個slice會導致其它slice中的資料變化。

示例1:

s := []int{1, 2, 3} 
fmt.Println(s)
ss := s[1:3]
ss[0] = 0
fmt.Println(s, ss) 
 s[1] = 11
fmt.Println(s, ss)

輸出

[1 2 3] 
[1 0 3] [0 3] 
[1 11 3] [11 3]

大家可以看到,由於兩個slice都是用同樣的底層array,所以修改其中一個就會導致另外一個的變化。

示例2:

func main() {
    s := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(s)
    foo(s) or foo(s[1:3])
    fmt.Println(s)
}
func foo(ss []int) {
    ss[0] = 0
}

輸出:

[1 2 3]
[1 0 3]

這個和上面同樣的原因

示例3:

s := []int{1, 2, 3}
fmt.Println(s)
ss := s[1:3]
ss = append(ss, 4)
fmt.Println(s, ss)

輸出:

[1 2 3]
[1 2 3] [2 3 4]

這裡大家可以看到,由於append操作改變了其中一個slice的底層array,所以對其中一個slice的修改不會影響到另外一個。

map

基礎知識

關於map,有如下幾個地方需要注意:

  • 使用先要初始化

var m map[string]int
m["a"] = 1
會導致:
panic: assignment to entry in nil map
正確使用:
m := make(map[string]int)
m["a"] = 1 
fmt.Println(m)

輸出:

map[a:1]


  • map作為函式形參時,函式中對map的修改會影響實參中的值

func main() {
    m := make(map[string]int)
    m["a"] = 1
    fmt.Println(m)
    foo(m)
    fmt.Println(m)
}   
func foo(fm map[string]int) {
    fm["a"] = 11
}

輸出:

map[a:1]
map[a:11]
  • 對map做併發讀寫會導致panic

var gm map[int]int
func main() {
    gm = make(map[int]int)
    for i := 0; i < 10; i++ {
        go foo(i)
    }
    time.Sleep(time.Second * 10)
}
func foo(i int) {
    for j := 0; j < 100; j++ {
        gm[i] = j
    }
}

執行結果:

Go程式設計基礎

所以對map做併發讀寫時需要加鎖。

型別轉換

我們開發強型別語言程式時通常需要做型別轉換,Go中的型別轉換有兩種最常用的形式:

原生型別轉換

  • 同一大型別下(如整數的int、int64,浮點數的float32、float64等),可以用型別加括號的形式,如:

int -> int64:
var a int = 1
b := int64(a)
  • 不同大型別下的轉換,使用strconv包中的方法

    複雜型別轉換

複雜型別轉換,通常是interface轉指定型別。

這個要使用型別斷言:

var a interface{} = 1
b := a.(int)

請注意這裡如果型別斷言失敗的話,程式會panic,可以使用recover防止:


defer func() {
    if r := recover(); r != nil {
        fmt.Println(r)
    }   
}()
var a interface{} = 1 
b := a.(string)

輸出:

interface conversion: interface {} is int, not string

函式傳參時的指標和結構體

這裡只需要記住一點,就是結構體作為函式形參時,會做值複製,所以複製的那部分值的修改,不會反映到實參值。

type ta struct { 
    i int
}
func main() { 
    var a ta
    a.i = 1 
    foo(a)
    fmt.Println(a)
}
func foo(t ta) { 
    t.i = 11
}

輸出:

{1}

同樣的:

type ta struct { 
    i int
}
func main() { 
    var a ta
    a.i = 1 
    a.foo()
    fmt.Println(a)
}
func (t ta) foo() {
    t.i = 11
}

輸出:

{1}

指標就不同了,會修改實參中的原值,這裡就不舉例了。

防止棧溢位

我們程式設計時有時會寫遞迴函式,遞迴雖然簡單,但是會有棧溢位的風險,解決方法是把遞迴轉迴圈,將儲存從棧空間轉移到堆空間上。

我們這裡舉個實際的例子,linux中有個tree命令,它能列出一個給定根目錄下所有的檔案,包括子目錄:

讀取目錄下的包括子目錄的所有檔案,最先想到的就是遞迴了,但是如果目錄層級過深,顯然會導致棧溢位,所以這是一個非常好的例子

實現程式碼如下:

func ListFilesInDir(rootDir string) ([]string, error) {
    rootDir = strings.TrimRight(rootDir, "/")
    if !DirExist(rootDir) {
        return nil, errors.New("Dir not exists")
    }
    var fileList []string
    dirList := []string{rootDir}
    for i := 0; i < len(dirList); i++ {
        curDir := dirList[i]
        file, err := os.Open(dirList[i])
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        fis, err := file.Readdir(-1)
        if err != nil {
            return nil, err
        }
        for _, fi := range fis {
            path := curDir + "/" + fi.Name()
            if fi.IsDir() {
                dirList = append(dirList, path)
            } else {
                fileList = append(fileList, path)
            }
        }
    }
    return fileList, nil
}

由於slice這種動態儲存結構使用的是在堆上的空間,所以我們將遞迴轉迴圈解決這個問題。

參考

  1. Go Slices: usage and internals:

    https://blog.golang.org/go-slices-usage-and-internals


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