最近寫了不少Go程式碼，但是寫著寫著，還是容易忘，尤其是再寫點Python程式碼後。所以找了一篇不錯的Golang基礎教程，翻譯一下，時常看看。
原文連結: 「Learning Go — from zero to hero」 by Milap Neupane
開始
Go是由各種 包 組成的。main包是程式的入口，由它告訴編譯器，這是一個可執行程式，而不是共享包。main包定義如下：
package main
工作區
Go的工作區是由環境變數GOPATH決定的。
你可以在工作區裡隨心所欲地寫程式碼，Go會在GOPATH或者GOROOT目錄下搜尋包。注：GOROOT是Go的安裝路徑。
設定GOPATH為你想要的目錄：
# export 環境變數
export GOPATH=~/workspace
# 進入工作區目錄
cd ~/workspace
在工作區目錄裡建立mian.go檔案。
package main
import (
"fmt"
)
func main(){
fmt.Println("Hello World!")
}
我們使用import關鍵字來引入一個包。func main是執行程式碼的入口，fmt是Go的內建包，主要用來格式化輸入/輸出。而Println是fnt中的一個列印函式。
想要執行Go程式，有兩種方法。
方法一
大家都知道，Go是一門編譯型語言，所以在執行之前，我們需要先編譯它。
> go build main.go
這個命令會生成二進位制可執行檔案 main，然後我們再執行它。
> ./main
# Hello World!
方法二
一個go run命令就可以搞定。
go run main.go
# Hello World!
注意：你可以在這個網站執行本文中的程式碼。
變數
Go中的變數都是顯式宣告的。Go是靜態語言，因此宣告變數時，就會去檢查變數的型別。
變數宣告有以下三種方式。
# 1) a的預設值為0
var a int
# 2) 宣告並初始化a，a自動賦值為int
var a = 1
# 3) 簡寫宣告
message := "hello world"
還可以在一行宣告多個變數
var b, c int = 2, 3
資料型別
數字，字串 和 布林型
Go 支援的數字儲存型別有很多，比如 int, int8, int16, int32, int64,uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr 等等。
字串型別儲存一個位元組序列。使用string關鍵字來宣告。
布林型使用bool宣告。
Go還支援複數型別資料型別，可以使用complex64和complex128進行宣告。
var a bool = true
var b int = 1
var c string = 'hello world'
var d float32 = 1.222
var x complex128 = cmplx.Sqrt(-5 + 12i)
陣列, 分片 和 對映Map
陣列是包含同一資料型別的元素序列，在宣告時確定陣列長度，因此不能隨意擴充套件。
陣列的宣告方式如下：
var a [5]int
多維陣列的宣告方式如下：
var multiD [2][3]int
Go中的陣列有一定限制，比如不能修改陣列長度、不能新增元素、不能獲取子陣列。這時候，更適合使用slice[分片]這一型別。
分片用於儲存一組元素，允許隨時擴充套件其長度。分片的宣告類似陣列，只是去掉了長度宣告。
var b []int
這行程式碼會建立一個 0容量、0長度的分片。也可以使用以下程式碼 設定分片的容量和長度。
// 初始化一個長度為5，容量為10的分片
numbers := make([]int,5,10)
實際上，分片是對陣列的抽象。分片使用陣列作為底層結構。一個分片由三部分組成：容量、長度和指向底層陣列的指標。
使用append或者copy方法可以擴大分片的容量。append方法在分片的末尾追加元素，必要時會擴大分片容量。
numbers = append(numbers, 1, 2, 3, 4)
還可以使用copy方法來擴大容量。
// 建立一個更大容量的分片
number2 := make([]int, 15)
// 把原分片複製到新分片
copy(number2, number)
如何建立一個分片的子分片呢？參考以下程式碼。
// 建立一個長度為4的分片
number2 = []int{1,2,3,4}
fmt.Println(numbers) // -> [1 2 3 4]
// 建立子分片
slice1 := number2[2:]
fmt.Println(slice1) // -> [3 4]
slice2 := number2[:3]
fmt.Println(slice2) // -> [1 2 3]
slice3 := number2[1:4]
fmt.Println(slice3) // -> [2 3 4]
Map也是Go的一種資料型別，用於記錄鍵值間的對映關係。使用以下程式碼建立一個map。
var m map[string]int
// 新增 鍵/值
m['clearity'] = 2
m['simplicity'] = 3
// 列印值
fmt.Println(m['clearity']) // -> 2
fmt.Println(m['simplicity']) // -> 3
這裡，m是一個鍵為string，值為int的map變數。
型別轉換
接下來看一下如何進行簡單的型別轉換。
a := 1.1
b := int(a)
fmt.Println(b)
//-> 1
並非所有的資料型別都能轉換成其他型別。注意：確保資料型別與轉換型別相互相容。
條件語句
if else
參考以下程式碼中的if-else語句進行條件判斷。注意：花括號與條件語句要在同一行。
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")
}
switch case
switch-case用於組織多個條件語句，詳看以下程式碼
i := 2
switch i {
case 1:
fmt.Println("one")
case 2:
fmt.Println("two")
default:
fmt.Println("none")
}
迴圈
Go中用於迴圈的關鍵字只有一個for。
i := 0
sum := 0
for i < 10 {
sum += 1
i++
}
fmt.Println(sum)
以上程式碼類似於C語言中的while迴圈。另一種迴圈方式如下：
sum := 0
for i := 0; i < 10; i++ {
sum += i
}
fmt.Println(sum)
Go中的死迴圈
for {
}
指標
Go提供了指標，用於儲存值的地址。指標使用*來宣告。
var ap *int
這裡的ap變數即指向整型的指標。使用&運算子獲取變數地址，*運算子用來獲取指標所指向的值。
a := 12
ap = &a
fmt.Println(*ap)
// => 12
以下兩種情況，通常優先選用指標。
- 把結構體作為引數傳遞時。因為值傳遞會耗費更多記憶體。
- 宣告某型別的方法時。傳遞指標後，方法/函式可以直接修改指標所指向的值。
比如：
func increment(i *int) {
*i++
}
func main() {
i := 10
increment(&i)
fmt.Println(i)
}
//=> 11
函式
main包中的main函式是go程式執行的入口，除此以外，我們還可以定義其他函式。
func add(a int, b int) int {
c := a + b
return c
}
func main() {
fmt.Println(add(2, 1))
}
//=> 3
如上所示，Go中使用func關鍵字加上函式名來定義一個函式。函式的引數需要指明資料型別，最後是返回的資料型別。
函式的返回值也可以在函式中提前定義：
func add(a int, b int) (c int) {
c = a + b
return
}
func main() {
fmt.Println(add(2, 1))
}
//=> 3
這裡c被定義為返回值，因此呼叫return語句時，c會被自動返回。
你也可以一次返回多個變數：
func add(a int, b int) (int, string) {
c := a + b
return c, "successfully added"
}
func main() {
sum, message := add(2, 1)
fmt.Println(message)
fmt.Println(sum)
}
方法、結構體和介面
Go 不是完全物件導向的語言，但是有了 方法、結構體和介面，它也可以達到物件導向的效果。
Struct 結構體
結構體包含不同型別的欄位，可用來對資料進行分組。例如，如果我們要對Person型別的資料進行分組，那麼可以定義一個人的各種屬性，包括姓名，年齡，性別等。
type person struct {
name string
age int
gender string
}
有了Person型別後，現在來建立一個 Person物件:
//方法 1: 指定引數和值
p = person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
//方法 2: 僅指定值
person{"Bob", 42, "Male"}
可以使用.來獲取一個物件的引數。
p.name
//=> Bob
p.age
//=> 42
p.gender
//=> Male
也可以通過結構體的指標物件來獲取引數。
pp = &person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
pp.name
//=> Bob
方法
方法是一種帶有接收器的函式。接收器可以是一個值或指標。我們可以把剛剛建立的Person型別作為接收器來建立方法：
package main
import "fmt"
// 定義結構體
type person struct {
name string
age int
gender string
}
// 定義方法
func (p *person) describe() {
fmt.Printf("%v is %v years old.", p.name, p.age)
}
func (p *person) setAge(age int) {
p.age = age
}
func (p person) setName(name string) {
p.name = name
}
func main() {
pp := &person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
// 使用 . 來呼叫方法
pp.describe()
// => Bob is 42 years old
pp.setAge(45)
fmt.Println(pp.age)
//=> 45
pp.setName("Hari")
fmt.Println(pp.name)
//=> Bob
}
注意，此處的接收器是一個指標，方法中對指標進行的任何修改，都可以反映在接收器pp上。這樣可以避免複製帶來的記憶體消耗。
注意：上面示例中，age被修改了，而name不變。因為只有setAge傳入的是指標型別，可以對接收器進行修改。
介面
在Go中，介面是方法的集合。介面可以對一個型別的屬性進行分組，比如：
type animal interface {
description() string
}
animal是一個介面。通過實現animal介面，我們來建立兩種不同型別的動物。
package main
import (
"fmt"
)
type animal interface {
description() string
}
type cat struct {
Type string
Sound string
}
type snake struct {
Type string
Poisonous bool
}
func (s snake) description() string {
return fmt.Sprintf("Poisonous: %v", s.Poisonous)
}
func (c cat) description() string {
return fmt.Sprintf("Sound: %v", c.Sound)
}
func main() {
var a animal
a = snake{Poisonous: true}
fmt.Println(a.description())
a = cat{Sound: "Meow!!!"}
fmt.Println(a.description())
}
//=> Poisonous: true
//=> Sound: Meow!!!
在main函式中，我們建立了一個型別為animal的變數a。然後，給動物指定蛇和貓的型別，並列印a.description。
包
在Go中，所有的程式碼都寫在包裡面。main包是程式執行的入口，Go自帶了很多內建包，最有名的就是剛剛用過的fmt包。
“Go packages in the main mechanism for programming in the large that go provides and they make possible to divvy up a large project into smaller pieces.”
— Robert Griesemer
安裝一個包
go get <package-url-github>
// 舉個例子
go get github.com/satori/go.uuid
包預設安裝在GOPATH環境變數設定的工作區中。可以使用cd $GOPATH/pkg命令進入目錄，檢視已安裝的包。
自定義包
首先建立一個custom_package資料夾
> mkdir custom_package
> cd custom_package
假設要建立一個person包，首先在custom_package目錄下建立一個person資料夾。
> mkdir person
> cd person
然後建立一個 person.go檔案
package person
func Description(name string) string {
return "The person name is: " + name
}
func secretName(name string) string {
return "Do not share"
}
現在需要安裝這個包，以便引入並使用它。
> go install
注意：如果以上命令報錯，確認一下
GO111MODULE環境變數是否設定正確，參考連結。
然後回到custom_package目錄下，建立一個main.go檔案。
package main
import(
"custom_package/person"
"fmt"
)
func main(){
p := person.Description("Milap")
fmt.Println(p)
}
// => The person name is: Milap
現在，就可以引入包，並呼叫Description方法了。注意，secretName方法是小寫字母開頭的私有方法，所以不能被外部呼叫。
包的文件
Go內建了對包文件的支援。執行以下命令生成文件:
go doc person Description
這將為person包生成Description函式的文件。請使用以下命令執行Web伺服器，檢視文件：
godoc -http=":8080"
開啟這個連結http://localhost:8080/pkg/，就能看到文件了。
Go中的一些內建包
fmt
fmt包實現了格式化I/O功能。我們已經使用過這個包列印內容到標準輸出流了。
json
另外一個很有用的包是json，用來編碼/解碼Json資料。
// 編碼
package main
import (
"fmt"
"encoding/json"
)
func main(){
mapA := map[string]int{"apple": 5, "lettuce": 7}
mapB, _ := json.Marshal(mapA)
fmt.Println(string(mapB))
}
// 解碼
package main
import (
"fmt"
"encoding/json"
)
type response struct {
PageNumber int `json:"page"`
Fruits []string `json:"fruits"`
}
func main(){
str := `{"page": 1, "fruits": ["apple", "peach"]}`
res := response{}
json.Unmarshal([]byte(str), &res)
fmt.Println(res.PageNumber)
}
//=> 1
使用Unmarshal解碼json位元組時，第一個引數是json位元組，第二個是期望解碼後的結構體指標。注意：json:"page"負責把page對映到結構體中的PageNumber欄位上。
錯誤處理
報錯是程式中的意外產物。假如我們正在使用API呼叫一個外部服務。這個API呼叫可能成功，也可能失敗。比如，可以使用以下方法，處理報錯：
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func main(){
resp, err := http.Get("http://example.com/")
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Println(resp)
}
返回自定義錯誤
在寫函式時，我們可能會遇到需要報錯的情景，這時可以返回一個自定義的error物件。
func Increment(n int) (int, error) {
if n < 0 {
// return error object
return nil, errors.New("math: cannot process negative number")
}
return (n + 1), nil
}
func main() {
num := 5
if inc, err := Increment(num); err != nil {
fmt.Printf("Failed Number: %v, error message: %v", num, err)
}else {
fmt.Printf("Incremented Number: %v", inc)
}
}
大部分的內建包或者外部包，都有自己的報錯處理機制。因此我們使用的任何函式可能報錯，這些報錯都不應該被忽略，應該像上面示例中，在呼叫函式的地方，優雅地處理報錯。
Panic
當程式在執行過程中，突然遇到了未處理的報錯，就會導致panic。在Go中，更推薦使用error物件，而不是panic來處理異常。發生panic後，程式會停止執行，但會執行defer語句程式碼。
//Go
package main
import "fmt"
func main() {
f()
fmt.Println("Returned normally from f.")
}
func f() {
defer func() {
if r := recover(); r != nil {
fmt.Println("Recovered in f", r)
}
}()
fmt.Println("Calling g.")
g(0)
fmt.Println("Returned normally from g.")
}
func g(i int) {
if i > 3 {
fmt.Println("Panicking!")
panic(fmt.Sprintf("%v", i))
}
defer fmt.Println("Defer in g", i)
fmt.Println("Printing in g", i)
g(i + 1)
}
Defer
Defer語句總是在函式最後執行。
在上面的栗子中，我們觸發了panic，但是defer語句依然會在最後執行。Defer適用於 需要在函式最後執行某些操作的場景，比如關閉檔案。
併發
Go在設計時考慮了併發性。 Go中的併發可以通過輕量級執行緒Go routines來實現。
Go routine
Go routine是一個函式，它可以與另一個函式並行或併發執行。 建立Go routine非常簡單,只需在函式前面新增關鍵字go，就可以使其並行執行。 同時，它很輕量級，因此可以建立上千個routine。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
go c()
fmt.Println("I am main")
time.Sleep(time.Second * 2)
}
func c() {
time.Sleep(time.Second * 2)
fmt.Println("I am concurrent")
}
//=> I am main
//=> I am concurrent
上面的示例中，c函式是一個Go routine，與main函式中的執行緒並行。有時我們想在多個執行緒之間共享資源。 Go傾向於不與另一個執行緒共享變數，因為這會增加死鎖和資源等待的可能。但是仙人自有妙招，就是接下來講到的go channel。
Channels
我們可以使用channel在兩個routine之間傳遞資料。建立channel時，需要指定其接收的資料型別。
c := make(chan string)
通過上面建立的channel，我們可以傳送/接收string型別的資料。
package main
import "fmt"
func main(){
c := make(chan string)
go func(){ c <- "hello" }()
msg := <-c
fmt.Println(msg)
}
//=>"hello"
接收方channel會一直等待傳送方發資料到channel。
單向channel
在某些場景下，我們希望Go routine只接收資料但不傳送資料，反之亦然。 這時，我們可以建立一個單向channel。
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
ch := make(chan string)
go sc(ch)
fmt.Println(<-ch)
}
// sc函式：只能傳送資料給 channel，不能接收資料
func sc(ch chan<- string) {
ch <- "hello"
}
使用select語句在Go routine中處理多個channel
一個函式可能正在等待多個通道。這時，我們可以使用select語句。
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
c1 := make(chan string)
c2 := make(chan string)
go speed1(c1)
go speed2(c2)
fmt.Println("The first to arrive is:")
select {
case s1 := <-c1:
fmt.Println(s1)
case s2 := <-c2:
fmt.Println(s2)
}
}
func speed1(ch chan string) {
time.Sleep(2 * time.Second)
ch <- "speed 1"
}
func speed2(ch chan string) {
time.Sleep(1 * time.Second)
ch <- "speed 2"
}
// => The first to arrive is:
// => speed 2
Buffered channel
在Go中，你還可以使用緩衝區channel，如果緩衝區已滿，傳送到該channel的訊息將被阻塞。
package main
import "fmt"
func main(){
ch := make(chan string, 2)
ch <- "hello"
ch <- "world"
ch <- "!" // extra message in buffer
fmt.Println(<-ch)
}
// => fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
最後嘮嘮嗑
為什麼 Golang 能夠成功呢？
Simplicity… — Rob-pike
因為簡單...
好了，本文終於結束了！你從菜鳥變成大佬了嗎？開個玩笑，希望看完能有所收穫。