1 本篇前瞻
前端時間的繁忙，未曾更新go語言系列。由於函式非常重要，為此將本篇往前提一提，另外補充一些有關go新版本前面遺漏的部分。
需要恭喜你的事情是本篇學完，go語言中基礎部分已經學完一半，這意味著你可以使用go語言去解決大部分的Leetcode的題，為此後面的1篇，將帶領大家去鞏固go語言的學習成果
2 版本拾遺
2.1 go 1.21
2.1.1 函式新增
函式min和max在go 1.21已經被實現，不過由於其建立在go1.18泛型實現的基礎上，需要在後面提到泛型的時候講到。
2.1.2 for迴圈的變化
從go1.1時代一直這樣一個坑或者面試題是這樣的：
題目1.
s := []int{1, 2, 3, 4}
var prints []func()
for _, v := range s {
prints = append(prints, func() { fmt.Println(v) })
}
for _, print := range prints {
print()
}
或者是
題目2
s := []int{1, 2, 3, 4}
var ps []*int
for _, v := range s {
ps = append(ps,&v)
}
for _, v := range ps {
fmt.Println(*v)
}
或者是
題目3
var prints []func()
for i:= 1; i <= 4; i++{
prints = append(prints, func() { fmt.Println(i) })
}
for _, print := range prints {
print()
}
題目1,2,3的答案都不是1，2，3，4，而分別是反直覺的4個4，4個4和4個5
在go1.21時代中，你加入環境變數GOEXPERIMENT=loopvar，這些題目的答案就統一變為1，2，3，4。
這裡需要提醒面試官們更新自己的面試題了，對於各位面試者來說，這個知識點反殺面試官，想想是不是很帥呢？
等會，面試官也不知道這個知識把你刷了，那麼這樣的公司不去也罷（這家公司根本不關注語言的更新，你想這個公司能給你多少成長？）。
2.1.3 panic函式
panic在go1.21後函式panic的引數時nil，那麼recover不會再受到nil,而是型別為*runtime.PanicNilError的錯誤。
defer func() {
if err := recover(); err != nil {
fmt.Println("error:", err)
}
fmt.Println("end")
}()
panic(nil)
3 函式簡介
後面為了簡單起見，我指導AI完成這方面的寫作，如果你覺得這些知識較為簡單，可以略過不看。
3.1 函式宣告
Go語言的函式結構宣告簡單明瞭，由關鍵字func、函式名、引數列表、返回型別以及函式體組成。下面是一個基本的Go語言函式的結構示例：
func functionName(parameter1 type1, parameter2 type2) returnType {
// 函式體
// 執行語句
return value
}
讓我們來詳細瞭解一下每個部分的作用：
func：這是Go語言中定義函式的關鍵字，它表示接下來要定義一個函式。functionName：這是函式的名稱，你可以根據自己的需求為函式命名。函式名應該具有描述性，能夠清晰地表達函式的功能。parameter1, parameter2：這些是函式的引數，你可以根據需要定義任意數量的引數。每個引數都有一個名稱和一個型別。在函式體內，你可以透過這些引數名稱來訪問傳遞給函式的值。type1, type2：這些引數的型別，指定了傳遞給函式的值的型別。Go語言是一種靜態型別語言，因此在定義函式時，你需要明確指定每個引數的型別。returnType：這是函式的返回型別，表示函式執行完成後返回的資料型別。如果函式不需要返回任何值，則返回型別可以為空。return value：這是函式的返回語句，用於返回函式的執行結果。返回值的型別必須與函式的返回型別相匹配。- 函式體：這是包含函式執行語句的程式碼塊。在這裡，你可以實現函式的具體邏輯，包括處理引數、執行計算、呼叫其他函式等。
這是一個簡單的Go語言函式示例，用於計算兩個整數的和：
func add(a int, b int) int {
sum := a + b
return sum
}
在這個示例中，add是函式的名稱，它接受兩個整數型別的引數a和b，並返回一個整數型別的結果。函式體內將a和b相加，並將結果賦值給變數sum，然後透過return語句返回sum的值。
3.1.1 多返回值
在Go語言中，函式可以返回多個值。這是Go語言的一項非常強大的功能，使得函式能夠更靈活地處理多種情況並返回多個相關的資訊。
要在函式中返回多個值，只需在函式簽名中指定多個返回型別，並在函式體中使用逗號分隔的值列表來返回這些值。下面是一個簡單的示例：
func calculate(a, b int) (int, int) {
sum := a + b
diff := a - b
return sum, diff
}
在上面的示例中，calculate函式接受兩個整數引數a和b，並返回它們的和與差。函式簽名中指定了兩個返回型別int，分別對應和與差的結果。在函式體內，我們計算了和與差，並使用return語句返回這兩個值。
要呼叫返回多個值的函式，可以使用多個變數來接收返回值。例如：
result1, result2 := calculate(10, 5)
fmt.Println(result1) // 輸出：15
fmt.Println(result2) // 輸出：5
在上面的程式碼中，我們呼叫了calculate函式，並使用兩個變數result1和result2來接收返回的和與差。然後，我們可以根據需要使用這些返回值。
多返回值功能使得函式能夠更靈活地處理多種情況，並返回多個相關的資訊。這在很多情況下都非常有用，比如同時獲取某個操作的結果和狀態碼，或者同時獲取多個計算結果等。
3.1.2 可變形參
在Go語言中，函式的引數列表可以使用省略號（...）來表示接受可變數量的引數。這樣的函式被稱為可變形參函式。
可變形參函式可以接受任意數量的引數，包括零個引數。這些引數在函式內部可以透過一個切片來訪問，切片的長度等於傳遞給函式的引數數量。
下面是一個簡單的示例，演示瞭如何在Go語言中定義和使用可變形參函式：
func sum(numbers ...int) int {
total := 0
for _, num := range numbers {
total += num
}
return total
}
在上面的示例中，sum函式接受一個可變數量的整數引數，並返回它們的和。函式簽名中的省略號表示引數列表是可變的。在函式內部，我們使用一個切片numbers來訪問傳遞給函式的引數。然後，我們遍歷切片中的每個元素，並將它們累加到total變數中。最後，我們返回total的值作為函式的結果。
要呼叫可變形參函式，可以在函式呼叫時使用逗號分隔的引數列表，或者直接傳遞一個切片。下面是兩種呼叫方式的示例：
// 使用逗號分隔的引數列表呼叫函式
result := sum(1, 2, 3, 4, 5)
fmt.Println(result) // 輸出：15
// 使用切片呼叫函式
numbers := []int{6, 7, 8, 9, 10}
result = sum(numbers...)
fmt.Println(result) // 輸出：40
在第一個示例中，我們使用逗號分隔的引數列表呼叫了sum函式，並傳遞了5個整數引數。在第二個示例中，我們首先建立了一個包含5個整數的切片numbers，然後使用切片呼叫了sum函式。注意，在傳遞切片給可變形參函式時，需要使用省略號來展開切片中的元素。
可變形參函式在Go語言中非常有用，特別是當你不確定要傳遞多少個引數給函式時。它們使得函式更加靈活和通用化。
3.2 匿名函式
在Go語言中，可以使用匿名函式（也稱為閉包函式）來建立沒有名稱的函式。匿名函式可以直接賦值給變數，或者作為引數傳遞給其他函式，或者作為函式的返回值。
下面是一個簡單的示例，演示瞭如何在Go語言中定義和使用匿名函式：
// 定義一個匿名函式，並將其賦值給變數add
add := func(a, b int) int {
return a + b
}
// 呼叫匿名函式
result := add(3, 4)
fmt.Println(result) // 輸出：7
在上面的示例中，我們定義了一個匿名函式，並將其賦值給變數add。匿名函式接受兩個整數引數a和b，並返回它們的和。然後，我們呼叫了匿名函式，並將結果賦值給變數result。最後，我們列印了result的值，可以看到輸出結果為7。
匿名函式可以作為引數傳遞給其他函式。例如，你可以將匿名函式傳遞給排序函式，以便自定義排序邏輯。下面是一個示例：
// 定義一個切片
numbers := []int{5, 2, 4, 6, 1, 3}
// 使用匿名函式作為引數傳遞給排序函式
sort.Slice(numbers, func(i, j int) bool {
return numbers[i] < numbers[j]
})
// 列印排序後的切片
fmt.Println(numbers) // 輸出：[1 2 3 4 5 6]
在上面的示例中，我們定義了一個切片numbers，然後使用匿名函式作為引數傳遞給了sort.Slice函式。匿名函式定義了排序邏輯，根據切片元素的大小進行比較。最後，我們列印了排序後的切片。
匿名函式還可以作為函式的返回值。例如，你可以定義一個函式，它返回一個匿名函式，以便在需要時動態建立函式。下面是一個示例：
// 定義一個函式，返回一個匿名函式
func createAdder(x int) func(int) int {
return func(y int) int {
return x + y
}
}
// 呼叫createAdder函式，獲取一個加法器函式
adder := createAdder(5)
// 使用加法器函式進行計算
result := adder(3)
fmt.Println(result) // 輸出：8
在上面的示例中，我們定義了一個函式createAdder，它接受一個整數引數x，並返回一個匿名函式。匿名函式接受一個整數引數y，並返回x+y的結果。然後，我們呼叫了createAdder函式，獲取了一個加法器函式adder。最後，我們使用了加法器函式進行計算，並將結果列印出來。
3.2.1 閉包
在Go語言中，閉包（Closure）是指一個函式值（function value），它引用了自己函式體之外的變數。換句話說，閉包是由函式及其相關的引用環境組合而成的實體。
閉包在Go語言中有很多實際的應用場景，比如在併發程式設計中常用的goroutine和匿名函式等。閉包可以讓函式訪問並操作其詞法環境中的變數，即使函式是在其定義的詞法環境之外呼叫的。
下面是一個簡單的Go語言閉包示例：
func main() {
// 外部函式
outer := func() {
// 內部函式引用了外部函式的變數
count := 0
inner := func() {
count++
fmt.Println(count)
}
// 呼叫內部函式
inner()
}
// 呼叫外部函式
outer() // 輸出：1
}
在上面的示例中，outer函式是一個閉包，它包含了一個內部函式inner。inner函式引用了outer函式中的count變數。在outer函式被呼叫時，會建立一個新的count變數，並在inner函式中對其進行操作。每次呼叫outer函式時，都會建立一個新的閉包例項，並且每個閉包例項都有自己的count變數。在上述程式碼中，我們只呼叫了一次outer函式，所以只有一個閉包例項，並且輸出為1。
閉包在Go語言中有很多用途，比如在併發程式設計中可以使用閉包來建立goroutine，以便在每個goroutine中執行不同的任務。閉包還可以用於實現函式工廠、回撥函式、高階函式等功能。由於閉包可以捕獲其外部環境的變數，因此它們也是一種非常有用的工具，可以在不改變外部變數的情況下對其進行操作。
3.3 defer語句
defer是Go語言中的一個關鍵字，用於延遲（defer）一個函式的執行，直到包含它的函式（也稱為外部函式）執行完畢之前。defer語句會將函式的執行推遲到外部函式返回之前，無論外部函式是透過正常返回還是由於發生panic異常而返回。
defer語句的語法形式如下：
defer function_call
其中，function_call是一個函式呼叫表示式，可以是任意的函式呼叫，包括內建函式、使用者自定義函式或方法呼叫等。
當包含defer語句的函式執行到其定義的末尾時，被defer的函式會被推遲執行。推遲執行的函式可以訪問其外部函式的變數，即使外部函式已經返回。這意味著defer語句可以用於釋放資源、關閉檔案、解鎖互斥鎖等操作，以確保在函式返回之前這些操作一定會執行。
下面是一個簡單的示例，演示了defer語句的用法：
func main() {
fmt.Println("Start")
defer fmt.Println("Middle")
fmt.Println("End")
}
在上面的示例中，當main函式執行到defer fmt.Println("Middle")時，fmt.Println("Middle")函式的執行會被推遲。然後，程式會繼續執行fmt.Println("End")，最後當main函式執行完畢之前，被推遲的fmt.Println("Middle")函式會被執行。因此，上述程式碼的輸出結果為：
Start
End
Middle
可以看到，defer語句改變了函式的執行順序，使得被推遲的函式在外部函式返回之前執行。
除了用於釋放資源和執行清理操作之外，defer語句還可以用於實現一些高階功能，比如錯誤處理和恢復（panic/recover）機制等。透過使用defer語句，可以更方便地處理錯誤和異常情況。
3.4 panic/recover函式
panic和recover是Go語言中的兩個內建函式，用於處理異常情況。它們一起構成了Go語言的異常處理機制。
panic函式用於引發一個異常，它會中斷當前的程式執行流程，並向上層呼叫棧傳播panic，直到被捕獲或程式終止。panic函式接受一個任意型別的引數，該引數會被傳遞給捕獲異常的程式碼，通常用於傳遞錯誤資訊。
recover函式用於捕獲並處理異常。它只能在defer函式中呼叫，並且通常與panic函式配合使用。當一個異常被引發時，程式執行流程會被中斷，但在中斷之前，Go語言會執行所有尚未執行的defer函式。在defer函式中呼叫recover函式可以捕獲異常，並返回傳遞給panic函式的值。如果沒有異常發生，或者recover函式不是在defer函式中呼叫的，那麼recover函式會返回nil。
下面是一個簡單的示例，演示了panic和recover函式的用法：
func main() {
defer func() {
if err := recover(); err != nil {
fmt.Println("Recovered:", err)
}
}()
panic("an error occurred")
}
在上面的示例中，我們使用了一個匿名函式作為defer函式的引數，並在匿名函式中呼叫了recover函式。當程式執行到panic("an error occurred")時，會引發一個異常，程式執行流程會被中斷，但在中斷之前，Go語言會執行尚未執行的defer函式。在defer函式中，我們呼叫了recover函式來捕獲異常，並列印出傳遞給panic函式的錯誤資訊。因此，上述程式碼的輸出結果為：
makefile複製程式碼
Recovered: an error occurred
可以看到，透過使用panic和recover函式，我們可以實現異常處理機制，以便在發生錯誤時優雅地處理異常情況。
4 寫作拾遺
4.1 defer的效能問題
defer語句在Go語言中的效能問題是一個經常被討論的話題。由於defer語句會將函式的執行推遲到外部函式返回之前，這意味著在外部函式執行期間，被defer的函式會一直保持在呼叫棧中，這可能會增加記憶體佔用和執行時間。
問題其實早在go1.14中已經得到了完美解決。該版本能保證defer在絕大多數場景下的開銷幾乎為0，這就意味著無論什麼情況下，我們都可以使用defer一些清理操作，比如關閉檔案、釋放鎖等。
回顧其最佳化的歷史，Go語言最早在go1.8對defer進行了最佳化處理，另外在go1.13和go1.14連續兩個版本提升defer的效能，徹底解決了defer的效能問題。
4.2 多返回值/error/panic/recover
回到go語言不優雅的錯誤處理這邊，其實我想說的是函式多返回值事實上是無奈之舉，go語言沒有像Java/C++那樣的異常捕獲機制，使得其錯誤處理顯得很不優雅，這個可能是go語言本身支援多攜程的一種妥協，利用多返回值就可以返回錯誤和函式結果來幫助進行錯誤處理。
至於panic/recover作為一種異常處理機制，PostgreSQL 資料庫互動的第三方包github.com/lib/pq就利用了這點，但是需要注意的是並不是所有的錯誤都能透過recover恢復，也就是說recover並不是萬能的。
4.3 recover不是萬能的
在Go語言中，recover函式只能用於捕獲並處理由panic函式引發的異常，它不能恢復由其他錯誤或異常情況導致的程式中斷。
recover函式只能在defer函式中呼叫，並且通常與panic函式配合使用。當一個異常被引發時，程式執行流程會被中斷，但在中斷之前，Go語言會執行所有尚未執行的defer函式。在defer函式中呼叫recover函式可以捕獲異常，並返回傳遞給panic函式的值。然後，程式可以繼續執行，就好像沒有發生異常一樣。
然而，如果程式是由於其他原因而中斷的，比如執行時錯誤、記憶體溢位、無效的指標引用等，那麼recover函式就無法恢復程式的執行。在這些情況下，程式會立即終止，不會執行任何尚未執行的defer函式。
此外，即使在defer函式中呼叫了recover函式，它也只能捕獲並處理當前goroutine中的異常。如果其他goroutine中發生了異常，那麼該goroutine的執行會被中斷，但不會影響當前goroutine的執行。
因此，在編寫Go程式時，應該謹慎使用panic和recover函式，並確保它們只用於處理可預見的異常情況。對於不可預見的錯誤或異常情況，應該使用其他錯誤處理機制來處理，比如返回錯誤碼、使用錯誤型別等。
5 下篇預告
使用go語言刷Leetcode題