Go流程控制與快樂路徑原則
一、流程控制基本介紹
流程控制是每種程式語言控制邏輯走向和執行次序的重要部分，流程控制可以說是一門語言的“經脈”。
那麼 Go 語言對分支與迴圈兩種控制結構的支援是怎麼樣的呢？針對程式的分支結構，Go 提供了 if 和 switch-case 兩種語句形式；我們就先從 Go 語言分支結構之一的 if 語句開始講起。
二、if 語句
2.1 if 語句介紹
if 語句是 Go 語言中提供的一種分支控制結構，它也是 Go 中最常用、最簡單的分支控制結構。它會根據布林表示式的值，在兩個分支中選擇一個執行。
2.2 單分支結構的 if 語句形式
單分支結構的if語句包含一個條件表示式和一個要執行的程式碼塊。如果條件表示式的值為true，則執行程式碼塊。如果條件表示式的值為false，則程式碼塊將被跳過。以下是單分支結構的if語句的一般形式：
if boolean_expression {
// 新分支
}
// 原分支
這個 if 語句中的程式碼執行流程就等價於下面這幅流程圖：
boolean_expression是一個布林表示式，通常返回true或false。- 如果
boolean_expression的值為true，則執行// 當條件為真時執行的程式碼部分的程式碼塊。 - 如果
boolean_expression的值為false，則程式碼塊將被跳過，繼續執行下一個語句。
2.3 Go 的 if 語句的特點
2.3.1 分支程式碼塊左大括號與if同行
if 語句的分支程式碼塊的左大括號與 if 關鍵字在同一行上，這是 Go 程式碼風格的統一要求，gofmt 工具會幫助我們實現這一點；
2.3.2 條件表示式不需要括號
if 語句的布林表示式整體不需要用括號包裹，這使得程式碼更加簡潔。而且，if 關鍵字後面的條件判斷表示式的求值結果必須是布林型別，即要麼是 true，要麼是 false：
if runtime.GOOS == "darwin" {
println("we are on MacOS")
}
如果判斷的條件比較多，我們可以用多個邏輯運算子連線起多個條件判斷表示式，比如這段程式碼就是用了多個邏輯運算子 && 來連線多個布林表示式：
if (runtime.GOOS == "darwin") && (runtime.GOARCH == "amd64") &&
(runtime.Compiler != "gccgo") {
println("we are using standard go compiler on Mac os for amd64")
}
上面示例程式碼中的每個布林表示式都被小括號括上了，這是為了降低你在閱讀和理解這段程式碼時，面對運算子優先順序的心智負擔。
三、運算子
3.1 邏輯運算子
邏輯運算子除了上面的 && 之外，Go 還提供了另外兩個邏輯運算子，如下表：
| 邏輯運算子 | 含義 | 表示式求值舉例 |
|---|---|---|
&& |
邏輯與 | a &&b:當a和b都為true時,該表示式的求值 結果為true |
| ` | ` | |
| ` | ` | 邏輯非 |
3.2 運算子的優先順序
一元運算子，比如上面的邏輯非運算子，具有最高優先順序，其他運算子的優先順序如下：
| 優先順序(從高到低) | 運算子列表 |
|---|---|
| 5 | *, /, %, <<, >>, &, &^ |
| 4 | +, - |
| 3 | !=, ==, <, <=, >, >= |
| 2 | && |
| 1 | || |
- 優先順序5的是乘、除、取模和位運算子
- 優先順序4的是加法和減法運算子
- 優先順序3的是關係和相等運算子
- 優先順序2的是邏輯與
- 優先順序最低的是邏輯或
運算子優先順序決定了運算元優先參與哪個運算子的求值運算，我們以下面程式碼中 if 語句的布林表示式為例：
func main() {
a, b := false,true
if a && b != true {
println("(a && b) != true")
return
}
println("a && (b != true) == false")
}
這段程式碼會輸出得到的是 a && (b != true) == false。這是為什麼呢？
這段程式碼的關鍵就在於，if 後面的布林表示式中的運算元 b 是先參與 && 的求值運算，還是先參與!= 的求值運算。根據前面的運算子優先順序表，我們知道，!= 的優先順序要高於 &&，因此運算元 b 先參與的是!= 的求值運算，這樣 if 後的布林表示式就等價於 a && (b != true) 。
針對以上問題，推薦在 if 布林表示式中，使用帶有小括號的子布林表示式來清晰地表達判斷條件。
這樣做不僅可以消除了自己記住運算子優先順序的學習負擔，當其他人閱讀你的程式碼時，也可以很清晰地看出布林表示式要表達的邏輯關係，這能讓我們程式碼的可讀性更好，更易於理解，不會因記錯運算子優先順序順序而產生錯誤的理解。
三、if 多（N）分支結構
3.1 if else(分支結構)
Go語言中if else(分支結構)條件判斷的格式如下：
if boolean_expression {
// 分支1
} else {
// 分支2
}
3.2 if（N）分支結構(if ... else if ... else)
if條件（N）分支結構格式如下：
if boolean_expression1 {
// 分支1
} else if boolean_expression2 {
// 分支2
... ...
} else if boolean_expressionN {
// 分支N
} else {
// 分支N+1
}
我們以下面這個四分支的程式碼為例，看看怎麼拆解這個多分支結構：
if boolean_expression1 {
// 分支1
} else if boolean_expression2 {
// 分支2
} else if boolean_expression3 {
// 分支3
} else {
// 分支4
}
以下是一個示例，演示如何使用if-else結構來判斷一個分數的等級：
package main
import "fmt"
func main() {
score := 85
if score >= 90 {
fmt.Println("A")
} else if score >= 80 {
fmt.Println("B")
} else if score >= 70 {
fmt.Println("C")
} else {
fmt.Println("D")
}
}
四、if 語句的自用變數
無論是單分支、二分支還是多分支結構，我們都可以在 if 後的布林表示式前，進行一些變數的宣告，在 if 布林表示式前宣告的變數，叫 if 語句的自用變數。顧名思義，這些變數只可以在 if 語句的程式碼塊範圍內使用，比如下面程式碼中的變數 a、b 和 c：
func main() {
if a, c := f(), h(); a > 0 {
println(a)
} else if b := f(); b > 0 {
println(a, b)
} else {
println(a, b, c)
}
}
我們可以看到自用變數宣告的位置是在每個 if 語句的後面，布林表示式的前面，而且，由於宣告本身是一個語句，所以我們需要把它和後面的布林表示式透過分號分隔開。
在 if 語句中宣告自用變數是 Go 語言的一個慣用法，這種使用方式直觀上可以讓開發者有一種程式碼行數減少的感覺，提高可讀性。同時，由於這些變數是 if 語句自用變數，它的作用域僅限於 if 語句的各層隱式程式碼塊中，if 語句外部無法訪問和更改這些變數，這就讓這些變數具有一定隔離性，這樣你在閱讀和理解 if 語句的程式碼時也可以更聚焦。
五、if 語句的“快樂路徑”原則
上面我們已經學了 if 分支控制結構的三種形式了，從可讀性上來看，單分支結構要優於二分支結構，二分支結構又優於多分支結構。那麼顯然，我們在日常編碼中要減少多分支結構，甚至是二分支結構的使用，這會有助於我們編寫出優雅、簡潔、易讀易維護且不易錯的程式碼。
首先,我們來看一段虛擬碼段1:
//虛擬碼段1：
func doSomething() error {
if errorCondition1 {
// some error logic
... ...
return err1
}
// some success logic
... ...
if errorCondition2 {
// some error logic
... ...
return err2
}
// some success logic
... ...
return nil
}
我們看到單分支控制結構的虛擬碼段 1 有這幾個特點：
- 沒有使用 else 分支，失敗就立即返回；
- “成功”邏輯始終“居左”並延續到函式結尾，沒有被嵌入到 if 的布林表示式為 true 的程式碼分支中；
- 整個程式碼段佈局扁平，沒有深度的縮排；
- 程式碼的可讀性很高
我們來看一段虛擬碼段2:
// 虛擬碼段2：
func doSomething() error {
if successCondition1 {
// some success logic
... ...
if successCondition2 {
// some success logic
... ...
return nil
} else {
// some error logic
... ...
return err2
}
} else {
// some error logic
... ...
return err1
}
}
虛擬碼段 2 實現了同樣邏輯碼段 1，就使用了帶有巢狀的二分支結構，它的特點如下：
- 整個程式碼段呈現為“鋸齒狀”，有深度縮排；
- “成功”邏輯被嵌入到
if的布林表示式為true的程式碼分支中；
很明顯，虛擬碼段 1 的邏輯更容易理解，也更簡潔。Go 社群把這種 if 語句的使用方式稱為 if 語句的“快樂路徑（Happy Path）”原則，所謂“快樂路徑”也就是成功邏輯的程式碼執行路徑，它的特點是這樣的：
-
僅使用單分支控制結構；
-
當布林表示式求值為
false時，也就是出現錯誤時，在單分支中快速返回； -
正常邏輯在程式碼佈局上始終“靠左”，這樣讀者可以從上到下一眼看到該函式正常邏輯的全貌；
-
函式執行到最後一行代表一種成功狀態。
Go 社群推薦 Gopher 們在使用 if 語句時儘量符合這些原則，如果你的函式實現程式碼不符合“快樂路徑”原則，你可以按下面步驟進行重構：
-
嘗試將“正常邏輯”提取出來，放到“快樂路徑”中；
-
如果無法做到上一點，很可能是函式內的邏輯過於複雜，可以將深度縮排到 else 分支中的程式碼析出到一個函式中，再對原函式實施“快樂路徑”原則。
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