深入分析Go語言與C#的異同
摘要：本文由葡萄城技術團隊於部落格園原創並首發。轉載請註明出處：葡萄城官網，葡萄城為開發者提供專業的開發工具、解決方案和服務，賦能開發者。
前言
為了更加深入地介紹Go語言以及與C#語言的比較，本文將會從多個維度出發進行詳細的闡述。首先，將從Go語言的關鍵字方面介紹Go與C#在語言特性上的異同，並且探討兩種語言在關鍵字方面的優化和不足之處。其次，本文將通過程式碼範例、效能測試等方式，展示Go語言在關鍵字方面的優勢，從而為讀者呈現出Go語言的強大之處。除此之外，為了更好地幫助讀者理解Go語言，本文還將介紹一些優秀的Go語言工具和社群資源，供讀者進一步學習和探索。相信通過這些內容的全面介紹，讀者們會對Go語言有更全面深入的認識和了解。
文章目錄：
1.2逐步成型
1.3正式釋出
2.3.2.Func
1.Go的前世今生
1.1Go語言誕生的過程
話說早在 2007 年 9 月的一天，Google 工程師 Rob Pike 和往常一樣啟動了一個 C++專案的構建，按照他之前的經驗，這個構建應該需要持續 1 個小時左右。這時他就和 Google公司的另外兩個同事 Ken Thompson 以及 Robert Griesemer 開始吐槽並且說出了自己想搞一個新語言的想法。當時 Google 內部主要使用 C++構建各種系統，但 C++複雜性巨大並且原生缺少對並行的支援，使得這三位大佬苦惱不已。
第一天的閒聊初有成效，他們迅速構想了一門新語言：能夠給程式設計師帶來快樂，能夠匹配未來的硬體發展趨勢以及滿足 Google 內部的大規模網路服務。並且在第二天，他們又碰頭開始認真構思這門新語言。第二天會後，Robert Griesemer 發出瞭如下的一封郵件：
可以從郵件中看到，他們對這個新語言的期望是：在 C 語言的基礎上，修改一些錯誤，刪除一些詬病的特性，增加一些缺失的功能。比如修復 Switch 語句，加入 import 語句，增加垃圾回收，支援介面等。而這封郵件，也成了 Go 的第一版設計初稿。
在這之後的幾天，Rob Pike 在一次開車回家的路上，為這門新語言想好了名字Go。在他心中，」Go」這個單詞短小，容易輸入並且可以很輕易地在其後組合其他字母，比如 Go 的工具鏈：goc 編譯器、goa 組合器、gol 聯結器等，並且這個單詞也正好符合他們對這門語言的設計初衷：簡單。
1.2逐步成型
在統一了 Go 的設計思路之後，Go 語言就正式開啟了語言的設計迭代和實現。2008 年，C語言之父，大佬肯·湯普森實現了第一版的 Go 編譯器，這個版本的 Go 編譯器還是使用C語言開發的，其主要的工作原理是將Go編譯成C，之後再把C編譯成二進位制檔案。到2008年中，Go的第一版設計就基本結束了。這時，同樣在谷歌工作的伊恩·泰勒（Ian Lance Taylor）為Go語言實現了一個gcc的前端，這也是 Go 語言的第二個編譯器。伊恩·泰勒的這一成果不僅僅是一種鼓勵，也證明了 Go 這一新語言的可行性 。有了語言的第二個實現，對Go的語言規範和標準庫的建立也是很重要的。隨後，伊恩·泰勒以團隊的第四位成員的身份正式加入 Go 語言開發團隊，後面也成為了 Go 語言設計和實現的核心人物之一。羅斯·考克斯（Russ Cox）是Go核心開發團隊的第五位成員，也是在2008年加入的。進入團隊後，羅斯·考克斯利用函數型別是「一等公民」，而且它也可以擁有自己的方法這個特性巧妙設計出了 http 包的 HandlerFunc 型別。這樣，我們通過顯式轉型就可以讓一個普通函數成為滿足 http.Handler 介面的型別了。不僅如此，羅斯·考克斯還在當時設計的基礎上提出了一些更泛化的想法，比如 io.Reader 和 io.Writer 介面，這就奠定了 Go 語言的 I/O 結構模型。後來，羅斯·考克斯成為 Go 核心技術團隊的負責人，推動 Go 語言的持續演化。到這裡，Go 語言最初的核心團隊形成，Go 語言邁上了穩定演化的道路。
1.3正式釋出
2009年10月30日，羅伯·派克在Google Techtalk上做了一次有關 Go語言的演講，這也是Go語言第一次公之於眾。十天後，也就是 2009 年 11 月 10 日，谷歌官方宣佈 Go 語言專案開源，之後這一天也被 Go 官方確定為 Go 語言的誕生日。
（Go語言吉祥物Gopher）
1.4.Go安裝指導
1．Go語言安裝包下載
Go 官網：https://golang.google.cn/
選擇對應的安裝版本即可（建議選擇.msi檔案）。
2.檢視是否安裝成功 + 環境是否設定成功
開啟命令列：win + R 開啟執行框，輸入 cmd 命令，開啟命令列視窗。
命令列輸入 go version 檢視安裝版本，顯示下方內容即為安裝成功。
2.Go和C#的關鍵字比較
Go有25個關鍵字，而C#則有119個關鍵字（其中包含77個基礎關鍵字和42個上下文關鍵字）。單從數量上來講，C#的數量是Go的5倍之多，這也是Go比C#更簡單的原因之一。
Go中的 25 個關鍵字：
| break | default | func | interface | select |
|---|---|---|---|---|
| case | defer | go | map | struct |
| chan | else | goto | package | switch |
| const | fallthrough | if | range | type |
| continue | for | import | return | var |
（Go關鍵字）
2.1Go與C#都有的關鍵字
- break
- case
- const
- continue
- default
- else
- for
- goto
- if
- interface
- return
- struct
- switch
- var
以上14個關鍵字是Go和C#共有的，它們之中大部分的用法都是完全相同的，這裡重點說一下在Go中有特殊語法的關鍵字。
2.1.1.Var
Var在Go中用來表示定義變數，但語法和 C#不同。C#中只有一種定義變數的方法，而 Go中有兩種，它們分別是：
- 普通方式
var i int = 1
這種方式是Go的原始變數定義方式，一般包級別的變數都是這樣定義的，並且如果定義那些編譯器可以自動推斷的型別，比如上述的例子，其後的型別可以省略。
- 語法糖(是的，Go中也有語法糖…)
i, j := 1, "hello"
上述程式碼可簡寫為語法糖形式。事實上，Go程式碼中，90%變數都以此方式定義，因為幾乎所有函數都有多個返回值，這種定義方式可省去許多麻煩。
2.1.2.Switch-case-default
Switch-case是一個連用的方法，但是case和default這兩個關鍵字在 Go中除了可以和 switch 連用，還可以和select 語句連用。
同時Go中預設把 switch 語句的一個弊端修復了，即 switch 子句中不用再寫 break 了。
switch n := "a"; n {
case n == "a":
fmt.Println("a")
case n == "b":
fmt.Println("b")
case n == "c":
fmt.Println("c")
}
上面這段程式碼的fmt是Go中的標準輸出包，其中的Println函數等同於C#中的Console.WriteLine方法。同時這段程式碼的最終結果只會輸出a，而 在C#中，同樣的程式碼會把abc全部輸出出來，這也是Go為何比C#簡單的原因之一。
除此之外，switch 語句後面出現了一種全新的寫法：n := "a"; n，這種寫法在Go中的控制語句（if, else if, switch-case, for）中都可以使用，分號前是變數的定義，分號後是定義的判斷條件。這種語法優點類似於 C#中的普通 for 迴圈的前兩個子句。
最後，可以發現switch之後沒有跟小括號，因為在Go中，控制塊的子句後面都是不需要寫小括號的，如果寫了同樣會被 gofmt 自動格式化掉。
2.1.3. If-else
Go中的if-else和C#幾乎也是相同的，它倆最大的區別是Go中特殊語法，可以在 if-else 控制塊中直接給變數賦值並且在控制塊中使用這些值。
func isEven(n int) bool {
return n % 2 == 0
}
func main() {
if n := rand.Intn(1000); isEven(n) {
fmt.Printf("%d是偶數\\n", n)
} else {
fmt.Printf("%d是奇數\\n", n)
}
}
2.1.4. For
Go中的迴圈控制語句有且只有一個 for 關鍵字。而 C#中的 while、foreach 等在Go中都是通過 for 的各種變形達成的。
- while 語句
for true {
// ...
}
- for 語句
for i := 0; i < n; i++ {
// ...
}
Go中普通的 for 迴圈和 C#中唯一的差別就是 i++從表示式變成了語句。也就是說，Go中沒有i = i++這樣的語法，也沒有++i這樣的語法，只有i++這種語法。
- foreach 語句
array := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
for index, value := range array {
// ...
}
foreach 語句的寫法和 C#中很不相同，上述的例子是 foreach 遍歷一個int型別的陣列，其中用到了一個range關鍵字，這個關鍵字會把陣列拆分成兩個迭代子物件index 和value，for range可以遍歷陣列、切片、字串、map 及通道（channel）,這個語法同樣類似於 JavaScript 的迴圈語法。例如下面的程式碼就是遍歷陣列中的值並輸出：
for key, value := range []int{1, 2, 3, 4} {
fmt.Printf("key:%d value:%d\\n", key, value)
}
程式碼輸出如下：
key:0 value:1
key:1 value:2
key:2 value:3
key:3 value:4
2.1.5 Struct
Go中的struct關鍵字和C#中的作用是相同的，即定義一個結構體。因為Go中是沒有類這個概念的，所以struct就相當於是C#中class的定義。同樣的，struct在Go中是值型別結構，因此使用的時候一定需要注意案值傳遞導致的複製問題。（需要注意的是Go中的struct只能定義欄位，不能定義函數。）
// struct的定義是配合type關鍵字一起使用的
type People struct {
name string // 定義的欄位和Go語言其他的風格相同，名字在前，型別在後
age int
}
2.2Go與C#不一樣但使用方法差不多的關鍵字
- package
- import
- type
- defer
2.2.1.Package與namespace
Go中的package和C#的namespace基本相同，就是定義組織的一個包，主要作用是對程式碼模組進行隔離。但Go和C#不同的是，C#十分靈活，即使不在一個資料夾下的程式碼都可以定義為相同的namespace。但是Go中package內的檔案都需要在相同的資料夾內才能被正確編譯，並且一個資料夾內只能出現最多一個包名。除此之外，類似於C#中的Main方法，Go中可執行程式的執行入口也是一個 main函數，但是main函數必須定義在package main下。
// Go中，同一個資料夾只能同時存在一個包名
// 包名可以和資料夾名不同，但是必須有且只有一個
package main
// main函數只能在main包下才能正確作為啟動函數執行
func main() {
//do something
}
// 同資料夾下的另一個檔案，比如hello.go
package hello //編譯器報錯
2.2.2.Import與using
Import和using的作用都是用來匯入其他模組的程式碼。但是Go比C#多了一個強制要求：沒有在程式碼模組中使用import或者是定義了但是沒有使用的變數，在編譯時會直接報錯。這樣做的目的除了使程式碼看起來更簡潔以外，最主要的原因是import語句還有另一個重要功能就是呼叫包中的init()函數。例如如下程式碼：
// hello資料夾下的demo資料夾內的 demo.go
package demo
var me string
func init() {
me = "jeffery"
}
func SayHello() {
fmt.Printf("hello, %s", me)
}
// hello資料夾下的hello.go
package main
import "hello/demo"
func main() {
demo.SayHello() // 輸出：hello, jeffery
}
上述的程式定義了一個demo檔案，當demo檔案第一次被import關鍵字載入到其他包時，會自動呼叫其init()函數，這時就會把變數me賦值為jeffery，之後呼叫SayHello()函數時，返回的就都是」hello, jeffery」了。也正是因為init函數的存在，不使用的import需要被刪除，因為如果不刪除很有可能會自動呼叫到未被使用的包內的 init 函數。
2.2.3. Type與class
- 常規用法
把 type和class 對比其實是不太合理的。因為 C#中class關鍵字是定義一個型別和這個型別的具體實現，比如下述的程式碼在 C#中的意思是定義一個名為People的類，並且定義了這類中有一個屬性 Age。
interface IAnimal {
public void Move();
}
class People {
public int Age { get;set; }
}
然而Go中的type關鍵字僅僅是用來定義型別名稱的，如果想要定義其實現，必須後面再更上具體實現的關鍵字。比如上述的程式碼定義在Go中就變成了如下：
type IAnimal interface {
Move()
}
type People struct {
Age int
}
上述只是 type 的最常用用法，除此之外 type 還有兩個其他的用法：
- 以一個基準型別定義一個新型別
type Human People
這樣的語句相當於用People型別定義了一個Human的新型別。注意，這裡是一個新型別，而不是 C#中的繼承。因此如果People內有一個Move函數，那Human物件是無法呼叫這個Move函數的，如果非要使用，則需要強制型別轉換。（Go中的強制型別轉換是型別+ ()，比如上述的例子 Human(People)就可以把 People 型別強轉為 Human 型別）
- 定義型別別名
type Human = People
如果使用了等號進行定義，那就相當於給型別 People 定義了一個別名 Human，這種情況下 People 中的程式碼 Human 也是可以正常使用的。上面兩種用法基本都不常用，這裡只做瞭解即可。
2.2.4.Defer與finally
Go中的defer和C#的finally是一樣的，在一個方法執行結束退出之前只可以幹一件事。而和 C#不太一樣的是，Go中的 defer 語句不用必須寫在最後，比如我們會經常看到這樣風格的程式碼：
var mutex sync.Mutex // 一個全域性鎖，可以類似的等價於C#中的Monitor類
func do() {
mutex.Lock()
defer mutex.Unlock()
// ...
}
上面這個例子的意思是定義一個全域性鎖，在do函數進入時，加鎖，在退出時解鎖。之後再去寫自己的業務邏輯。除此之外，defer也可以寫多個，但最終的執行順序是從下向上執行，也就是最後定義的defer先執行。
2.3Go有而 C#沒有的關鍵字
- fallthrough
- func
2.3.1. Fallthrough
這個關鍵字是為了相容C語言中的 fallthrough，其目的是是在 switch-case 語句中再向下跳一個case，比如下面這個例子：
switch n := "a"; n {
case n == "a":
fmt.Println("a")
fallthrough
case n == "b":
fmt.Println("b")
case n == "c":
fmt.Println("c")
}
這個例子的最終輸出結果就是：
a
b
2.3.2.Func
和其他函數（比如 JavaScript 的 function，Python 中的 def）一樣，Go中的 func就是用來定義函數的。
// 定義了一個函數名稱為getName的函數
// 其中包含一個int型別的引數id
// 以及兩個返回值，string和bool型別
func getName(id int) (string, bool) {
return "jeffery", true
}
Go中的函數以及其他一系列需要定義型別的語法中，永遠都遵循名稱在前，型別在後。此外，Go中的func同樣也可以配合type使用定義C#中的委託，比如我們可以在 C#中定義一個.Net Core 的中介軟體：
public delegate void handleFunc(HttpContext httpContext);
public delegate handleFunc middleware(handleFunc next);
這樣的程式碼可以在 Go中這樣實現：
type handleFunc func(httpContext HttpContext)
type middleware func(next handleFunc) handleFunc
3.文章小結
Go語言相較於C#在關鍵字上的優點有以下幾個：
1.更簡潔的語法：Go語言致力於簡化程式碼的編寫和理解，使得語言關鍵字的數量更少，更加簡潔明瞭。相比之下，C#擁有更多的關鍵字，從而使程式碼的可讀性稍微降低。
2.更好的並行性支援：Go語言天然支援並行程式設計，通過goroutine和channel管道，可以輕鬆實現高並行的程式。而C#對於並行程式設計需要手動處理鎖，號誌等機制來控制執行緒的並行，程式碼比較繁瑣。
3.更好的記憶體管理：Go語言使用垃圾回收機制，不需要開發者手動管理記憶體，避免了許多記憶體漏失等問題。相比之下，C#需要開發者手動進行記憶體管理，需要使用using關鍵字或者手動釋放記憶體等機制來控制記憶體，這增加了程式碼的複雜性。
4.更好的效能：由於採用了更簡潔的語法和更好的記憶體管理，Go語言編寫的程式具有更好的效能表現。與C#相比，Go語言的程式不僅執行速度更快，而且資源消耗更少，效能更出色。