go語言支援什麼函數

2022-11-25 22:02:08

Go語言支援普通函數、匿名函數和閉包,從設計上對函數進行了優化和改進,讓函數使用起來更加方便。在Go語言中,定義函數使用func關鍵字,語法「func 函數名(引數)(返回值){函數體}」;定義了函數之後,我們可以通過「函數名()」的方式呼叫函數。

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本教學操作環境:windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

函數是組織好的、可重複使用的、用來實現單一或相關聯功能的程式碼段,其可以提高應用的模組性和程式碼的重複利用率。

Go 語言支援普通函數、匿名函數和閉包,從設計上對函數進行了優化和改進,讓函數使用起來更加方便。

Go 語言的函數屬於「一等公民」(first-class),也就是說:

  • 函數本身可以作為值進行傳遞。

  • 支援匿名函數和閉包(closure)。

  • 函數可以滿足介面。

函數定義


Go語言中定義函數使用func關鍵字,具體格式如下:

func 函數名(引數)(返回值){
    函數體
}
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其中:

  • 函數名:由字母、數位、下劃線組成。但函數名的第一個字母不能是數位。在同一個包內,函數名也稱不能重名(包的概念詳見後文)。
  • 引數:引數由引數變數和引數變數的型別組成,多個引數之間使用,分隔。
  • 返回值:返回值由返回值變數和其變數型別組成,也可以只寫返回值的型別,多個返回值必須用()包裹,並用,分隔。
  • 函數體:實現指定功能的程式碼塊。

我們先來定義一個求兩個數之和的函數:

func intSum(x int, y int) int {
	return x + y
}
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函數的引數和返回值都是可選的,例如我們可以實現一個既不需要引數也沒有返回值的函數:

func sayHello() {
	fmt.Println("Hello 沙河")
}
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函數的呼叫


定義了函數之後,我們可以通過函數名()的方式呼叫函數。 例如我們呼叫上面定義的兩個函數,程式碼如下:

func main() {
	sayHello()
	ret := intSum(10, 20)
	fmt.Println(ret)
}
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注意,呼叫有返回值的函數時,可以不接收其返回值。

引數


型別簡寫

函數的引數中如果相鄰變數的型別相同,則可以省略型別,例如:

func intSum(x, y int) int {
	return x + y
}
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上面的程式碼中,intSum函數有兩個引數,這兩個引數的型別均為int,因此可以省略x的型別,因為y後面有型別說明,x引數也是該型別。

可變引數

可變引數是指函數的引數數量不固定。Go語言中的可變引數通過在引數名後加...來標識。

注意:可變引數通常要作為函數的最後一個引數。

舉個例子:

func intSum2(x ...int) int {
	fmt.Println(x) //x是一個切片
	sum := 0
	for _, v := range x {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}
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呼叫上面的函數:

ret1 := intSum2()
ret2 := intSum2(10)
ret3 := intSum2(10, 20)
ret4 := intSum2(10, 20, 30)
fmt.Println(ret1, ret2, ret3, ret4) //0 10 30 60
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固定引數搭配可變引數使用時,可變引數要放在固定引數的後面,範例程式碼如下:

func intSum3(x int, y ...int) int {
	fmt.Println(x, y)
	sum := x
	for _, v := range y {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}
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呼叫上述函數:

ret5 := intSum3(100)
ret6 := intSum3(100, 10)
ret7 := intSum3(100, 10, 20)
ret8 := intSum3(100, 10, 20, 30)
fmt.Println(ret5, ret6, ret7, ret8) //100 110 130 160
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本質上,函數的可變引數是通過切片來實現的。

函數返回值


Go語言中通過return關鍵字向外輸出返回值。

多返回值

Go語言中函數支援多返回值,函數如果有多個返回值時必須用()將所有返回值包裹起來。

舉個例子:

func calc(x, y int) (int, int) {
	sum := x + y
	sub := x - y
	return sum, sub
}
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返回值命名

函數定義時可以給返回值命名,並在函數體中直接使用這些變數,最後通過return關鍵字返回。

例如:

func calc(x, y int) (sum, sub int) {
	sum = x + y
	sub = x - y
	return
}
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返回值補充

當我們的一個函數返回值型別為slice時,nil可以看做是一個有效的slice,沒必要顯示返回一個長度為0的切片。

func someFunc(x string) []int {
	if x == "" {
		return nil // 沒必要返回[]int{}
	}
	...
}
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變數作用域


全域性變數

全域性變數是定義在函數外部的變數,它在程式整個執行週期內都有效。 在函數中可以存取到全域性變數。

package main

import "fmt"

//定義全域性變數num
var num int64 = 10

func testGlobalVar() {
	fmt.Printf("num=%d\n", num) //函數中可以存取全域性變數num
}
func main() {
	testGlobalVar() //num=10
}
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區域性變數

區域性變數又分為兩種: 函數內定義的變數無法在該函數外使用,例如下面的範例程式碼main函數中無法使用testLocalVar函數中定義的變數x:

func testLocalVar() {
	//定義一個函數區域性變數x,僅在該函數內生效
	var x int64 = 100
	fmt.Printf("x=%d\n", x)
}

func main() {
	testLocalVar()
	fmt.Println(x) // 此時無法使用變數x
}
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如果區域性變數和全域性變數重名,優先存取區域性變數。

package main

import "fmt"

//定義全域性變數num
var num int64 = 10

func testNum() {
	num := 100
	fmt.Printf("num=%d\n", num) // 函數中優先使用區域性變數
}
func main() {
	testNum() // num=100
}
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接下來我們來看一下語句塊定義的變數,通常我們會在if條件判斷、for迴圈、switch語句上使用這種定義變數的方式。

func testLocalVar2(x, y int) {
	fmt.Println(x, y) //函數的引數也是隻在本函數中生效
	if x > 0 {
		z := 100 //變數z只在if語句塊生效
		fmt.Println(z)
	}
	//fmt.Println(z)//此處無法使用變數z
}
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還有我們之前講過的for迴圈語句中定義的變數,也是隻在for語句塊中生效:

func testLocalVar3() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(i) //變數i只在當前for語句塊中生效
	}
	//fmt.Println(i) //此處無法使用變數i
}
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函數型別與變數


定義函數型別

我們可以使用type關鍵字來定義一個函數型別,具體格式如下:

type calculation func(int, int) int
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上面語句定義了一個calculation型別,它是一種函數型別,這種函數接收兩個int型別的引數並且返回一個int型別的返回值。

簡單來說,凡是滿足這個條件的函數都是calculation型別的函數,例如下面的add和sub是calculation型別。

func add(x, y int) int {
	return x + y
}

func sub(x, y int) int {
	return x - y
}
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add和sub都能賦值給calculation型別的變數。

var c calculation
c = add
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函數型別變數

我們可以宣告函數型別的變數並且為該變數賦值:

func main() {
	var c calculation               // 宣告一個calculation型別的變數c
	c = add                         // 把add賦值給c
	fmt.Printf("type of c:%T\n", c) // type of c:main.calculation
	fmt.Println(c(1, 2))            // 像呼叫add一樣呼叫c

	f := add                        // 將函數add賦值給變數f1
	fmt.Printf("type of f:%T\n", f) // type of f:func(int, int) int
	fmt.Println(f(10, 20))          // 像呼叫add一樣呼叫f
}
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高階函數


高階函數分為函數作為引數和函數作為返回值兩部分。

函數作為引數

函數可以作為引數:

func add(x, y int) int {
	return x + y
}
func calc(x, y int, op func(int, int) int) int {
	return op(x, y)
}
func main() {
	ret2 := calc(10, 20, add)
	fmt.Println(ret2) //30
}
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函數作為返回值

函數也可以作為返回值:

func do(s string) (func(int, int) int, error) {
	switch s {
	case "+":
		return add, nil
	case "-":
		return sub, nil
	default:
		err := errors.New("無法識別的操作符")
		return nil, err
	}
}
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匿名函數和閉包


匿名函數

函數當然還可以作為返回值,但是在Go語言中函數內部不能再像之前那樣定義函數了,只能定義匿名函數。匿名函數就是沒有函數名的函數,匿名函數的定義格式如下:

func(引數)(返回值){
    函數體
}
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匿名函數因為沒有函數名,所以沒辦法像普通函數那樣呼叫,所以匿名函數需要儲存到某個變數或者作為立即執行函數:

func main() {
	// 將匿名函數儲存到變數
	add := func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}
	add(10, 20) // 通過變數呼叫匿名函數

	//自執行函數:匿名函數定義完加()直接執行
	func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}(10, 20)
}
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匿名函數多用於實現回撥函數和閉包。

閉包

閉包指的是一個函數和與其相關的參照環境組合而成的實體。簡單來說,閉包=函數+參照環境。 首先我們來看一個例子:

func adder() func(int) int {
	var x int
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder()
	fmt.Println(f(10)) //10
	fmt.Println(f(20)) //30
	fmt.Println(f(30)) //60

	f1 := adder()
	fmt.Println(f1(40)) //40
	fmt.Println(f1(50)) //90
}
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變數f是一個函數並且它參照了其外部作用域中的x變數,此時f就是一個閉包。 在f的生命週期內,變數x也一直有效。 閉包進階範例1:

func adder2(x int) func(int) int {
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder2(10)
	fmt.Println(f(10)) //20
	fmt.Println(f(20)) //40
	fmt.Println(f(30)) //70

	f1 := adder2(20)
	fmt.Println(f1(40)) //60
	fmt.Println(f1(50)) //110
}
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閉包進階範例2:

func makeSuffixFunc(suffix string) func(string) string {
	return func(name string) string {
		if !strings.HasSuffix(name, suffix) {
			return name + suffix
		}
		return name
	}
}

func main() {
	jpgFunc := makeSuffixFunc(".jpg")
	txtFunc := makeSuffixFunc(".txt")
	fmt.Println(jpgFunc("test")) //test.jpg
	fmt.Println(txtFunc("test")) //test.txt
}
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閉包進階範例3:

func calc(base int) (func(int) int, func(int) int) {
	add := func(i int) int {
		base += i
		return base
	}

	sub := func(i int) int {
		base -= i
		return base
	}
	return add, sub
}

func main() {
	f1, f2 := calc(10)
	fmt.Println(f1(1), f2(2)) //11 9
	fmt.Println(f1(3), f2(4)) //12 8
	fmt.Println(f1(5), f2(6)) //13 7
}
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閉包其實並不複雜,只要牢記閉包=函數+參照環境

defer語句


Go語言中的defer語句會將其後面跟隨的語句進行延遲處理。在defer歸屬的函數即將返回時,將延遲處理的語句按defer定義的逆序進行執行,也就是說,先被defer的語句最後被執行,最後被defer的語句,最先被執行。

舉個例子:

func main() {
	fmt.Println("start")
	defer fmt.Println(1)
	defer fmt.Println(2)
	defer fmt.Println(3)
	fmt.Println("end")
}
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輸出結果:

start
end
3
2
1
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由於defer語句延遲呼叫的特性,所以defer語句能非常方便的處理資源釋放問題。比如:資源清理、檔案關閉、解鎖及記錄時間等。

defer執行時機

在Go語言的函數中return語句在底層並不是原子操作,它分為給返回值賦值和RET指令兩步。而defer語句執行的時機就在返回值賦值操作後,RET指令執行前。具體如下圖所示:defer執行時機

defer經典案例

閱讀下面的程式碼,寫出最後的列印結果。

func f1() int {
	x := 5
	defer func() {
		x++
	}()
	return x
}

func f2() (x int) {
	defer func() {
		x++
	}()
	return 5
}

func f3() (y int) {
	x := 5
	defer func() {
		x++
	}()
	return x
}
func f4() (x int) {
	defer func(x int) {
		x++
	}(x)
	return 5
}
func main() {
	fmt.Println(f1())
	fmt.Println(f2())
	fmt.Println(f3())
	fmt.Println(f4())
}
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defer面試題

func calc(index string, a, b int) int {
	ret := a + b
	fmt.Println(index, a, b, ret)
	return ret
}

func main() {
	x := 1
	y := 2
	defer calc("AA", x, calc("A", x, y))
	x = 10
	defer calc("BB", x, calc("B", x, y))
	y = 20
}
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問,上面程式碼的輸出結果是?(提示:defer註冊要延遲執行的函數時該函數所有的引數都需要確定其值)

擴充套件知識:


內建函數介紹

內建函數介紹
close主要用來關閉channel
len用來求長度,比如string、array、slice、map、channel
new用來分配記憶體,主要用來分配值型別,比如int、struct。返回的是指標
make用來分配記憶體,主要用來分配參照型別,比如chan、map、slice
append用來追加元素到陣列、slice中
panic和recover用來做錯誤處理

panic/recover

Go語言中目前(Go1.12)是沒有異常機制,但是使用panic/recover模式來處理錯誤。 panic可以在任何地方引發,但recover只有在defer呼叫的函數中有效。 首先來看一個例子:

func funcA() {
	fmt.Println("func A")
}

func funcB() {
	panic("panic in B")
}

func funcC() {
	fmt.Println("func C")
}
func main() {
	funcA()
	funcB()
	funcC()
}
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輸出:

func A
panic: panic in B

goroutine 1 [running]:
main.funcB(...)
        .../code/func/main.go:12
main.main()
        .../code/func/main.go:20 +0x98
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程式執行期間funcB中引發了panic導致程式崩潰,異常退出了。這個時候我們就可以通過recover將程式恢復回來,繼續往後執行。

func funcA() {
	fmt.Println("func A")
}

func funcB() {
	defer func() {
		err := recover()
		//如果程式出出現了panic錯誤,可以通過recover恢復過來
		if err != nil {
			fmt.Println("recover in B")
		}
	}()
	panic("panic in B")
}

func funcC() {
	fmt.Println("func C")
}
func main() {
	funcA()
	funcB()
	funcC()
}
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注意:

  • recover()必須搭配defer使用。

  • defer recover一定要在可能引發panic的語句之前定義。

練習題

  • 分金幣

/*
你有50枚金幣,需要分配給以下幾個人:Matthew,Sarah,Augustus,Heidi,Emilie,Peter,Giana,Adriano,Aaron,Elizabeth。
分配規則如下:
a. 名字中每包含1個'e'或'E'分1枚金幣
b. 名字中每包含1個'i'或'I'分2枚金幣
c. 名字中每包含1個'o'或'O'分3枚金幣
d: 名字中每包含1個'u'或'U'分4枚金幣
寫一個程式,計算每個使用者分到多少金幣,以及最後剩餘多少金幣?
程式結構如下,請實現 ‘dispatchCoin’ 函數
*/
var (
	coins = 50
	users = []string{
		"Matthew", "Sarah", "Augustus", "Heidi", "Emilie", "Peter", "Giana", "Adriano", "Aaron", "Elizabeth",
	}
	distribution = make(map[string]int, len(users))
)

/*
func main() {
	left := dispatchCoin()
	fmt.Println("剩下:", left)
}
*/

func main() {
	for _, v := range users {
		distribution[v] = 0
		for _, k := range v {
			if k == 'e' || k == 'E' {
				distribution[v]++
			}
			if k == 'i' || k == 'I' {
				distribution[v] += 2
			}
			if k == 'o' || k == 'O' {
				distribution[v] += 3
			}
			if k == 'u' || k == 'U' {
				distribution[v] += 4
			}
		}
	}
	pay := 0
	for i, v := range distribution {
		fmt.Printf("%s 分到:%d\n", i, v)
		pay += v
	}
	fmt.Printf("剩餘:%d", (coins - pay))
}
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