Go语言基础（二）—— 基本常用语法

前言：
本专题用于记录自己（647）在Go语言方向的学习和积累。
系列内容比较偏基础，推荐给想要入门Go语言开发者们阅读。
目录如下：
Go语言基础（一）—— 简介、环境配置、HelloWorld
Go语言基础（二）—— 基本常用语法
Go语言基础（三）—— 面向对象编程
Go语言基础（四）—— 优质的容错处理
Go语言基础（五）—— 并发编程
Go语言基础（六）—— 测试、反射、Unsafe
Go语言基础（七）—— 架构 & 常见任务
Go语言基础（八）—— 性能调优

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本篇将介绍如下内容：
1.如何编写一个Go测试程序？
2.变量、常量的定义
3.基本数据类型
4.指针类型
5.运算符
6.条件与循环
7.数组与切片
8.Map
9.字符串
10.函数
（注：可根据数字快速定位本篇内容）

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为了接下来更方便的测试我们的Go代码（Go服务），
首先，介绍一下Go语言中如何测试我们的程序。

一、起步：如何编写一个测试程序？

要求：

1. 源码文件以_test结尾：
   xxx_test.go

2. 测试方法名以Test开头：
   func TestXXX(t *testing.T){...}

实际步骤：

• 创建一个first_test.go文件。

• 编写如下代码：

package try_test

import "testing"

func TestFirstTry(t *testing.T) {
    t.Log("My first try!")
}

在终端下运行：

go test first_test.go -v

Demo：动手实现一个斐波那切（Fibonacci）数列

1，1，2，3，5，8，13，...

• 创建一个fibonacci_test.go文件。

• 编写如下代码：

package fibonacci

import (
    "testing"
)

func TestFibList(t *testing.T) {
    // var a int = 1
    // var b int = 1

    // var (
    //  a int = 1
    //  b int = 1
    // )

    a := 1
    b := 1

    for i := 0; i < 5; i++ {
        t.Log(" ", b)
        tmp := a
        a = b
        b = tmp + a
    }
}

• 在终端下运行：

go test fibonacci_test.go -v

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二、变量、常量的定义

1.变量

变量的定义，有3种方式：

• 第一种，常规逐一声明：

    var a int = 1
    var b int = 1

• 第二种：统一声明：

    var (
      a int = 1
      b int = 1
    )

• 第三种：快速声明，编译器会根据所附的值推断出该变量的类型。

    a := 1
    b := 1

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2.常量

• 常规赋值：

 const abc = 2

• 快速设置连续常量值：

// 连续位常量赋值
const (
    Monday = iota + 1
    Tuesday
    Wednesday
    Thursday
    Friday
    Saturday
    Sunday
)

• 快速设置连续比特位常量值：

// 比特位常量赋值
const (
    Readabele = 1 << iota
    Writeable
    Executable
)

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三、基本数据类型

类型	语法
布尔型	bool
字符型	string
整型	int、int8、int16、int32、int64
无负号整型	uint、uint8、uint16、uint32、uint64、uintptr
浮点型	float32、float64
字符型	byte（相当于uint8）
Unicode或utf-8编码	rune（相当于int32）
复数型	complex64、complex128

注意：Go语言不支持“隐式类型转换”，只支持“显式类型转换”。
（甚至连“别名类型”与“原有类型”之间也不支持隐式类型转换。）

举例：

    var a int32 = 1
    var b int64

    b = a        // 错误：隐式类型转换，会报编译错误错误。
    b = int64(a) // 正确：显式类型转换，成功。

常用典型的预定义值：

预定义	语法
最大Int64	math.MaxInt64
最小Int64	math.MinInt64
最小Int32	math.MaxInt32
最小Int32	math.MinInt32
最大float64	math.MaxFloat64
最大float32	math.MaxFloat32
...	...

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四、指针类型

与其他编程语言的差异：

• 不支持指针运算。

• string是值类型，其默认的初始化值为空字符串，而不是nil。

举例：

func TestPoint(t *testing.T) {
    a := 1
    aPoint := &a
    // aPoint = aPoint + 1 // 错误：Go不支持指针运算。
    t.Log(a, aPoint)
    t.Logf("%T %T", a, aPoint)
}

func TestString(t *testing.T) {
    var s string
    t.Log("字符串：" + s + "?")
    t.Log(len(s))

    if s == "" { // 判断字符串有无初始化不能判nil，因为string类型的初始化默认是空字符串
        t.Log("s并未初始化")
    }
}

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五、运算符

1.算数运算符：

运算符	描述
+	加
-	减
*	乘
/	除
%	取余
a++	后置自增
a--	后置自减

注：Go语言中没有前置的自增（++）和自减（--）。

2.比较运算符：

运算符	描述
==	判断值是否 “相等”
!=	判断值是否 “不相等”
>	判断是否 “大于”
<	判断是否 “小于”
>=	判断是否 “大于等于”
<=	判断是否 “小于等于”

注：两个数组之间的 == 比较的条件？ （还是值比较，并非引用比较）
1.两个数组拥有 “相同的元素个数” 。
2.两个数组中的 “每个元素的值都相等” ，才会返回true。

我们写个小demo，测试一下：

    a := [...]int{1, 2, 3, 4}
    b := [...]int{1, 3, 4, 5}
    c := [...]int{1, 2, 3, 4}
    d := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}

    t.Log(a == b) // false
    t.Log(a == c) // true

    // t.Log(a == d) // 编译报错，数组元素不一致
    t.Log(d)

3.逻辑运算符：

和别的语言没太大差别，简单提一下。

运算符	描述
&&	AND（与）运算符，同true为true，否则false。
||	OR（或）运算符，同false为false，否则true。
!	NOT（非）运算符，取反，true为false，false为true。

4.位运算符：（新增&^按位清零运算符）

运算符	描述
&	二进制“与”运算。
|	二进制“或”运算。
^	二进制“异或”运算。
<<	二进制“左移”运算。
>>	二进制“右移”运算。
&^	将二进制 “按位清零” 。将右边所有为1的位数全置为0。（对左边数进行操作）

注意：多了一个&^，按位清零运算符。

举个栗子：

// 连续位常量赋值
const (
    Monday = iota + 1
    Tuesday
    Wednesday
    Thursday
    Friday
    Saturday
    Sunday
)

// 测试按位清零
func TestBitClear(t *testing.T) {
    a := 5 // 0101
    t.Log("按位清零前:", a) // 0101

    a = a &^ Wednesday // 5 &^ 3
    t.Log("按位清零后:", a) // 0100
}

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六、条件与循环

1.条件：if

与别的编程语言的区别：

1. 条件必须是bool类型
2. 支持变量赋值

类似这样：

    if var declaration; condition {
        //...
    }

举个简单例子：

    if a := 647; a == 647 {
        t.Log(a)
    }

如果写了个请求，类似就成了这样：

    if v, err := someFunc(); err == nil {
        // 无error，成功！do something！
    } else {
        // 有error，失败！do something！
    }

2.条件：switch

switch与其他主流编程语言有些区别，主要是变得更方便、更快捷了。

1. 默认break，不需要主动写break。（如果想要贯穿，才用fallthrough关键字，这点与swift很像。注意：但我测试结果走fallthrough并不会去判断下一个case条件，而是直接执行下一个case里的代码）
2. 条件表达式不限制“常量”或“整数”。
3. 单个case支持多个结果选项，用逗号隔开。
4. 可以不设定switch之后的条件表达式，这样与多个if、else逻辑相同。

举个例子：

func TestSwitchCondition(t *testing.T) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        switch i {
        case 0, 2:
            t.Log("Even")
        case 1, 3:
            t.Log("Odd")
        default:
            t.Log("it is not 0-3")
        }
    }
}

func TestSwitchCaseCondition(t *testing.T) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        switch {
        case i%2 == 0:
            t.Log(i)
            // fallthrough
        case i%2 == 1:
            t.Log(i)
            // fallthrough
        default:
            t.Log("unknown")
        }
    }
}

3.循环：Go只支持for关键字。

举个例子：

func TestWhileLoop(t *testing.T) {
    /* 模仿while循环 */
    n := 0
    for n < 5 {
        t.Log(n)
        n++
    }

    // for循环
    for n := 0; n < 5; n++ {
        t.Log(n)
    }

    /* 死循环 */
    for {
      //...
    }
}

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七、数组与切片

1.数组

• 数组的声明：

    var a [3]int // 声明并初始化为默认值0
    a[0] = 1     // 简单赋值

    b := [3]int{1, 2, 3}           // 声明的同时进行初始化
    c := [2][2]int{{1, 2}, {3, 4}} // 声明多维数组进行初始化

• 数组的遍历：

func TestArrayTravel(t *testing.T) {
    arr := [...]int{1, 3, 4, 5}

    for i := 0; i < len(arr); i++ {
        t.Log(arr[i])
    }

    for _, element := range arr {
        t.Log(element)
    }

    for index, element := range arr {
        t.Log(index, element)
    }
}

• 数组的截取：

func TestArraySection(t *testing.T) {
    arr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}
    arr_sec := arr[1:2]
    t.Log(arr_sec)
}

2.切片

切片是一种可变长的结构体。（有点类似于iOS中的MutableArray）

• 切片的声明：

    var s0 []int       // 声明
    s0 = append(s0, 1) // 追加

    s := []int{}            // 声明
    s1 := []int{1, 2, 3}    // 声明并提供初始化值
    s2 := make([]int, 2, 4) //声明并提供初始化个数：2，max最大元素个数：4。
    /*
        语法：make([]type, len, cap)
        其中len个元素会被初始化为默认值0，未初始化的元素不可访问。
    */

1. 快速声明语法：make([]type, len, cap)
其中，前len个元素会被初始化为默认值0，未初始化的元素不可访问。（这是个容易造成crash的点，不能越界操作。）

2. 追加元素语法：s = append(s , element)
其中s代表切片，element代表追加的元素。

• 切片的简单使用：
  直接上demo,

func TestSliceInit(t *testing.T) {
    var s0 []int
    t.Log(len(s0), cap(s0))

    s0 = append(s0, 1)
    t.Log(len(s0), cap(s0))

    s1 := []int{1, 2, 3, 4} // 快速初始化切片
    t.Log(len(s1), cap(s1))

    s2 := make([]int, 3, 5) // 初始化3个，max最大个数为5
    t.Log(len(s2), cap(s2))

    t.Log(s2[0], s2[1], s2[2])

    s2 = append(s2, 1) // 添加元素
    t.Log(s2[0], s2[1], s2[2], s2[3])
    // t.Log(s2[0], s2[1], s2[2], s2[3], s2[4])
}

• 切片的原理：切片的共享存储结构。
  当切片元素个数len超过cap时，会进行2倍扩容。

八、Map（键值对Key: Value）

1.Map基本操作：

• Map的三种初始化方式：

    /*
        第一种初始化方式:有初始值
    */
    m1 := map[string]int{"Key1": 1, "Key2": 2, "Key3": 3}
    t.Log(m1)
    t.Logf("len m1 = %d", len(m1))

    /*
        第二种初始化方式:无初始值
    */
    m2 := map[string]int{}
    m2["Key"] = 16
    t.Logf("len m2 = %d", len(m2))

    /*
        第三种初始化方式:初始化cap大小（最大容量），但len依然为0。（理由如下，map不像数组有默认值0，所以len依然为0）
    */
    m3 := make(map[string]int, 10)
    t.Logf("len m3 = %d", len(m3))

• Map元素的访问：

当访问的Map不存在指定的Key时，会默认返回0值。
因此，Go语言中，不能通过Value是否为空来判断Key是否存在。

如果想要判断Value是否存在，可用如下方式：

if value, ok := map[key]; ok {
  // 有值
} else {
  // 无值
}

Demo：

func TestAccessNotExistingKey(t *testing.T) {
    m1 := map[int]int{} // 初始化一个空map
    t.Log(m1[1])        // 随便访问一个Key？打印结果为0

    m1[2] = 0    // 设置一个Key(2)和Value(0)。
    t.Log(m1[2]) // 打印一下还是0

    if value, ok := m1[3]; ok { // var v = m1[3], ok是表达式的bool值
        t.Logf("Key 3‘s value is %d", value)
    } else {
        t.Log("Key 3 is not existing.")
    }
}

• Map的遍历：

与遍历数组for-range类似，但不同点在于 “数组返回的是index，Map返回的是Key” 。

func TestTravelMap(t *testing.T) {
    map1 := map[string]int{"Key1": 1, "Key2": 2, "Key3": 3}
    for key, value := range map1 {
        t.Log(key, value)
    }
}

2.Map与工厂模式

1. Map的 Value 可以是一个方法。
2. 与Go的 Dock type 接口方式一起，可以方便的实现单一方法对象的工厂模式。

func TestMapWithFunValue(t *testing.T) {
    m := map[int]func(op int) int{}
    m[1] = func(op int) int { return op }
    m[2] = func(op int) int { return op * op }
    m[3] = func(op int) int { return op * op * op }
    t.Log(m[1](2), m[2](2), m[3](3))
}

3.在Go语言中实现Set

Go没有Set的实现，但可以通过map[type]bool来实现。

1. 元素的唯一性
2. 基本操作（添加元素、判断元素是否存在、删除元素、元素个数）

func TestMapForSet(t *testing.T) {
    mySet := map[int]bool{} // 初始化map
    mySet[1] = true         // 设置key、value
    n := 3
    if mySet[n] {
        t.Logf("%d is existing", n)
    } else {
        t.Logf("%d is not existing", n)
    }

    mySet[3] = true // 设置Key、value
    t.Log(len(mySet))

    delete(mySet, 1) // 删除Key为1的map
    t.Log(len(mySet))
}

九、字符串

与其他编程语言的差异：

• string是 “值类型” ，而不是引用或指针类型。因此，默认初始化时，会是一个""空的字符串。（而不是nil）

• string是只读的byte slice，len函数返回的是string中的byte数。

• string类型的byte数组可以存放任何数据。

例如：

s = "\xE4\xB8\xA5" // 可以存储任何二进制数据

• 用len求出来的是byte数，并不是字符数。

问：Unicode 与 UTF8 的关系？
答：
Unicode是一种字符集。（code point）
UTF-8是Unicode的存储实现。（转换为字节序列的规则）

举个例子：

编码	存储
字符	"中"
Unicode	0x4E2D
UTF-8	0xE4B8AD
string/[]byte	[0xE4, 0xB8, 0xAD]

• 使用Go语言支持的strings、strconv库：

首先，要导入strings和strconv库：

import (
    "strconv"
    "strings"
)

字符串的分割与拼接的demo：

// 测试strings库
func TestStringFunc(t *testing.T) {
    s := "A,B,C"
    parts := strings.Split(s, ",") // 字符串按","分割
    for _, part := range parts {
        t.Log(part)
    }
    t.Log(strings.Join(parts, "-")) // 字符串按"-"拼接
}

字符串转型demo：

// 测试strconv库
func TestConv(t *testing.T) {
    s := strconv.Itoa(10) // Int转string
    t.Log("str" + s)

    if value, err := strconv.Atoi("10"); err == nil {
        t.Log(10 + value)
    } else {
        t.Log("转换不成功！")
    }
    // t.Log(10 + strconv.Atoi("10")) // string转Int，编译错误
}

十、函数：是一等公民（可作为变量、参数、返回值）

与其他编程语言的区别：

• 函数可以有 多个返回值 。

• 所有参数都是 值传递 ，不是引用传递。
  slice、map、channel会有传引用的错觉。（slice、map、channel本身是一个结构体，其中会包含下一块slice、map、channel的指针地址。因此我们作为参数传入函数的slice、map、channel实际上被复制了一份，但本身操作的其他对象依然会是原slice、map和channel的内存地址。）

这块可能稍微有点绕，可以看下slice的实现原理。（PS：可以参考“第七条”切片原理相关内容）

• 函数可以作为“变量”的值。

• 函数可以作为“参数”和“返回值”。

重点：函数式编程（Go）

因为在Go语言中，函数可以作为变量、参数、返回值。
因此，在编程习惯上与别的编程语言有些差异。
需要开发者去慢慢适应。

实战小技巧

1. 支持函数可变长参数

语法： [参数名] ...[参数类型]

PS：不指定参数个数，但需要指定参数类型。

举个例子，我们想写个求和函数，就可以这么写：

// 求和函数
func sum(ops ...int) int {
    s := 0
    for _, op := range ops {
        s += op
    }
    return s
}

2. 支持函数延时执行，多用于释放资源（解锁）

还是举个例子：

// 模仿释放资源的函数
func Clear() {
    fmt.Println("Clear resources.")
}

// 测试函数延时执行：多用于释放资源
func TestDefer(t *testing.T) {
    defer func() {
        // 用于释放一些资源(锁)
        Clear()
    }()
    fmt.Println("Started")
    panic("Fatal error") // panic：程序异常中断，defer仍会执行
}

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最后，本系列我是在蔡超老师的技术分享下总结、实战完成的，
感谢蔡超老师的技术分享。

PS：另附上，分享链接：《Go语言从入门到实战》
祝大家学有所成，工作顺利。谢谢！