Go语言基本语法 (上)

1. 变量与常量

Golang 中的标识符与关键字

标识符

Go语言中标识符由字母数字和_(下划线）组成，并且只能以字母和_开头。 举几个例子：abc, _, _123, a123。

关键字

关键字和保留字都不建议用作变量名：

Go语言中有25个关键字：

    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

此外，Go语言中还有37个保留字。

    Constants:    true  false  iota  nil

        Types:    int  int8  int16  int32  int64  
                  uint  uint8  uint16  uint32  uint64  uintptr
                  float32  float64  complex128  complex64
                  bool  byte  rune  string  error

    Functions:   make  len  cap  new  append  copy  close  delete
                 complex  real  imag
                 panic  recover

Golang 中的变量

Go语言中的每一个变量都有自己的类型，并且变量必须经过声明才能开始使用，同一作用域内不支持重复声明。 并且Go语言的变量声明后必须使用。

标准声明

Go语言的变量声明格式为：(Golang中变量的声明推荐驼峰式命名法)

var 变量名 变量类型

变量声明以关键字var开头，变量类型放在变量的后面，行尾无需分号。 举个例子：

var name string
var age int
var flag bool

批量声明

每声明一个变量就需要写var关键字会比较繁琐，go语言中还支持批量变量声明：

var (
    name string
    age int
    flag bool
    money float32
)

变量的初始化

Go语言在声明变量的时候，会自动对变量对应的内存区域进行初始化操作。每个变量会被初始化成其类型的默认值，例如： 整型和浮点型变量的默认值为0。 字符串变量的默认值为空字符串。 布尔型变量默认为false。 切片、函数、指针变量的默认为nil。

当然我们也可在声明变量的时候为其指定初始值。变量初始化的标准格式如下：

var 变量名 类型 = 表达式

举个例子：

var name string = "csp"
var age int = 22

或者一次初始化多个变量

var name, age = "csp", 22

类型推导(根据值自动判断变量的类型)

有时候我们会将变量的类型省略，这个时候编译器会根据等号右边的值来推导变量的类型完成初始化。

var name = "csp" //自动识别为string
var age = 18 //自动识别为int

短变量声明

在函数内部，可以使用更简略的 := 方式声明并初始化变量。

package main

import "fmt"

// 全局变量m
var m = 100

func main() {
    
    
	n := 10
	m := 200 // 此处声明局部变量m
	fmt.Println(m, n)
}

匿名变量

在使用多重赋值时，如果想要忽略某个值，可以使用匿名变量（anonymous variable）。 匿名变量用一个下划线_表示，例如：

func foo() (int, string) {
    
    
	return 10, "csp"
}
func main() {
    
    
	x, _ := foo() //只接收foo 函数的第一个返回值
	_, y := foo() //只接收foo 函数的第二个返回值
	fmt.Println("x=", x)
	fmt.Println("y=", y)
}

匿名变量不占用命名空间，不会分配内存，所以匿名变量之间不存在重复声明。 (在Lua等编程语言里，匿名变量也被叫做哑元变量。)

注意事项：

1. 函数外的每个语句都必须以关键字开始（var、const、func等）
2. :=不能使用在函数外。
3. _多用于占位，表示忽略值。

Golang 中的常量

相对于变量，常量是恒定不变的值，多用于定义程序运行期间不会改变的那些值。 常量的声明和变量声明非常类似，只是把var换成了const，常量在定义的时候必须赋值。

const pi = 3.1415
const e = 2.7182

声明了pi和e这两个常量之后，在整个程序运行期间它们的值都不能再发生变化了。

多个常量也可以一起声明：

const (
    pi = 3.1415
    e = 2.7182
)

const同时声明多个常量时，如果省略了值则表示和上面一行的值相同。 例如：

const (
    n1 = 100
    n2
    n3
)

上面示例中，常量n1、n2、n3的值都是100。

Golang 中的iota常量计数器

iota是go语言的常量计数器，只能在常量的表达式中使用。

iota在const关键字出现时将被重置为0。const中每新增一行常量声明将使iota计数累加一次(iota可理解为const语句块中的行索引)。 使用iota能简化定义，在定义枚举时很有用。

举个例子：

const (
		n1 = iota //0
		n2        //1
		n3        //2
		n4        //3
	)

几个常见的iota示例

使用_跳过某些值

const (
		n1 = iota //0
		n2        //1
		_
		n4        //3
	)

iota声明中间插队

const (
		n1 = iota //0
		n2 = 100  //100
		n3 = iota //2
		n4        //3
	)
	const n5 = iota //0

定义数量级 （这里的<<表示左移操作，1<<10表示将1的二进制表示向左移10位，也就是由1变成了10000000000，也就是十进制的1024。同理2<<2表示将2的二进制表示向左移2位，也就是由10变成了1000，也就是十进制的8。）

const (
		_  = iota
		KB = 1 << (10 * iota)// 1 左移动 10 位 == 2^10 == 1024B = 1KB
		MB = 1 << (10 * iota)// 在原来基础上再左移动10位，2^20 == 1MB
		GB = 1 << (10 * iota)
		TB = 1 << (10 * iota)
		PB = 1 << (10 * iota)
	)

多个iota定义在一行

const (
		a, b = iota + 1, iota + 2 //1,2
		c, d                      //2,3
		e, f                      //3,4
	)

2. 基本数据类型

Golang 中的整型

整型分为以下两个大类：

按长度分为：int8、int16、int32、int64

对应的无符号整型：uint8、uint16、uint32、uint64

其中，uint8就是我们熟知的byte型，int16对应C语言中的short型，int64对应C语言中的long型。

类型	描述
uint8	无符号 8位整型 (0 到 255)
uint16	无符号 16位整型 (0 到 65535)
uint32	无符号 32位整型 (0 到 4294967295)
uint64	无符号 64位整型 (0 到 18446744073709551615)
int8	有符号 8位整型 (-128 到 127)
int16	有符号 16位整型 (-32768 到 32767)
int32	有符号 32位整型 (-2147483648 到 2147483647)
int64	有符号 64位整型 (-9223372036854775808 到 9223372036854775807)

特殊整型

类型	描述
uint	32位操作系统上就是uint32，64位操作系统上就是uint64
int	32位操作系统上就是int32，64位操作系统上就是int64
uintptr	无符号整型，用于存放一个指针

注意： 在使用int和 uint类型时，不能假定它是32位或64位的整型，而是考虑int和uint可能在不同平台上的差异。

注意事项 获取对象的长度的内建len()函数返回的长度可以根据不同平台的字节长度进行变化。实际使用中，切片或 map 的元素数量等都可以用int来表示。在涉及到二进制传输、读写文件的结构描述时，为了保持文件的结构不会受到不同编译目标平台字节长度的影响，不要使用int和 uint。

数字进制的表示

Go1.13版本之后引入了数字字面量语法，这样便于开发者以二进制、八进制或十六进制浮点数的格式定义数字，例如：

v := 0b00101101， 代表二进制的 101101，相当于十进制的 45。 v := 0o377，代表八进制的 377，相当于十进制的 255。 v := 0x1p-2，代表十六进制的 1 除以 2²，也就是 0.25。

而且还允许我们用 _ 来分隔数字，比如说： v := 123_456 表示 v 的值等于 123456。

我们可以借助fmt函数来将一个整数以不同进制形式展示。

package main
 
import "fmt"
 
func main(){
    
    
	// 十进制
	var a int = 10
	fmt.Printf("%d \n", a)  // 10
	fmt.Printf("%b \n", a)  // 1010  占位符%b表示二进制
 
	// 八进制  以0开头
	var b int = 077
	fmt.Printf("%o \n", b)  // 77
 
	// 十六进制  以0x开头
	var c int = 0xff
	fmt.Printf("%x \n", c)  // ff
	fmt.Printf("%X \n", c)  // FF
}

Golang 中的浮点型

Go语言支持两种浮点型数：float32和float64(默认)。这两种浮点型数据格式遵循IEEE 754标准： float32 的浮点数的最大范围约为 3.4e38，可以使用常量定义：math.MaxFloat32。 float64 的浮点数的最大范围约为 1.8e308，可以使用一个常量定义：math.MaxFloat64。

打印浮点数时，可以使用fmt包配合动词%f，代码如下：

package main
import (
        "fmt"
        "math"
)
func main() {
    
    
        fmt.Printf("%f\n", math.Pi)
        fmt.Printf("%.2f\n", math.Pi)
}

Golang 中的复数

complex64和complex128

var c1 complex64
c1 = 1 + 2i
var c2 complex128
c2 = 2 + 3i
fmt.Println(c1)
fmt.Println(c2)

复数有实部和虚部，complex64的实部和虚部为32位，complex128的实部和虚部为64位。

Golang 中的布尔值

Go语言中以bool类型进行声明布尔型数据，布尔型数据只有true（真）和false（假）两个值。

注意：

1. 布尔类型变量的默认值为false。
2. Go 语言中不允许将整型强制转换为布尔型.
3. 布尔型无法参与数值运算，也无法与其他类型进行转换。

Golang 中的字符串

Go语言中的字符串以原生数据类型出现，使用字符串就像使用其他原生数据类型（int、bool、float32、float64 等）一样。 Go 语言里的字符串的内部实现使用UTF-8编码。 字符串的值为双引号(")中的内容，可以在Go语言的源码中直接添加非ASCII码字符，例如：

s1 := "hello"
s2 := "你好"

字符串转义符

Go 语言的字符串常见转义符包含回车、换行、单双引号、制表符等，如下表所示。

转义符	含义
\r	回车符（返回行首）
\n	换行符（直接跳到下一行的同列位置）
\t	制表符
\'	单引号
\"	双引号
\\	反斜杠

举个例子，我们要打印一个Windows平台下的一个文件路径：

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    
    
    fmt.Println("str := \"c:\\Code\\hello_golang\\go.exe\"")
}

多行字符串

Go语言中要定义一个多行字符串时，就必须使用反引号字符：

s1 := `第一行
第二行
第三行
`
fmt.Println(s1)

反引号间换行将被作为字符串中的换行，但是所有的转义字符均无效，文本将会原样输出。

字符串的常用操作

方法	介绍
len(str)	求字符串长度
+或fmt.Sprintf	拼接字符串
strings.Split	分割
strings.contains	判断是否包含
strings.HasPrefix,strings.HasSuffix	前缀/后缀判断
strings.Index(),strings.LastIndex()	子串出现的位置
strings.Join(a[]string, sep string)	join操作

Golang 中的byte和rune类型

组成每个字符串的元素叫做“字符”，可以通过遍历或者单个获取字符串元素获得字符。 字符用单引号（’）包裹起来，如：

var a := '中'
var b := 'x'

Go 语言的字符有以下两种：

1. uint8类型，或者叫 byte 型，代表了ASCII码的一个字符。
2. rune类型，代表一个 UTF-8字符。

当需要处理中文、日文或者其他复合字符时，则需要用到rune类型。rune类型实际是一个int32。

Go 使用了特殊的 rune 类型来处理 Unicode，让基于 Unicode 的文本处理更为方便，也可以使用 byte 型进行默认字符串处理，性能和扩展性都有照顾。

// 遍历字符串
func traversalString() {
    
    
	s := "hello沙河"
	for i := 0; i < len(s); i++ {
    
     //byte
		fmt.Printf("%v(%c) ", s[i], s[i])
	}
	fmt.Println()
	for _, r := range s {
    
     //rune
		fmt.Printf("%v(%c) ", r, r)
	}
	fmt.Println()
}

输出：

104(h) 101(e) 108(l) 108(l) 111(o) 230(æ) 178(²) 153() 230(æ) 178(²) 179(³) 
104(h) 101(e) 108(l) 108(l) 111(o) 27801(沙) 27827(河) 

因为UTF8编码下一个中文汉字由3~4个字节组成，所以我们不能简单的按照字节去遍历一个包含中文的字符串，否则就会出现上面输出中第一行的结果。

字符串底层是一个byte数组，所以可以和[]byte类型相互转换。字符串是不能修改的 字符串是由byte字节组成，所以字符串的长度是byte字节的长度。 rune类型用来表示utf8字符，一个rune字符由一个或多个byte组成。

修改字符串

要修改字符串，需要先将其转换成[]rune或[]byte，完成后再转换为string。无论哪种转换，都会重新分配内存，并复制字节数组。

func changeString() {
    
    
	s1 := "big"
	// 强制类型转换
	byteS1 := []byte(s1)
	byteS1[0] = 'p'
	fmt.Println(string(byteS1))

	s2 := "白萝卜"
	runeS2 := []rune(s2)
	runeS2[0] = '红'
	fmt.Println(string(runeS2))
}

Golang 中的类型转换

Go语言中只有强制类型转换，没有隐式类型转换。该语法只能在两个类型之间支持相互转换的时候使用。

强制类型转换的基本语法如下：

T(表达式)

其中，T表示要转换的类型。表达式包括变量、复杂算子和函数返回值等.

比如计算直角三角形的斜边长时使用math包的Sqrt()函数，该函数接收的是float64类型的参数，而变量a和b都是int类型的，这个时候就需要将a和b强制类型转换为float64类型。

func sqrtDemo() {
    
    
	var a, b = 3, 4
	var c int
	// math.Sqrt()接收的参数是float64类型，需要强制转换
	c = int(math.Sqrt(float64(a*a + b*b)))
	fmt.Println(c)
}

练习题

1. 编写代码分别定义一个整型、浮点型、布尔型、字符串型变量，使用fmt.Printf()搭配%T分别打印出上述变量的值和类型。
2. 编写代码统计出字符串"hello沙河小王子"中汉字的数量。

3. if 判断和 for 循环

Go语言中最常用的流程控制有if和for，而switch和goto主要是为了简化代码、降低重复代码而生的结构，属于扩展类的流程控制。

if else(分支结构)

if 条件判断基本写法

Go语言中if条件判断的格式如下：

if 表达式1 {
    
    
    分支1
} else if 表达式2 {
    
    
    分支2
} else{
    
    
    分支3
}

当表达式1的结果为true时，执行分支1，否则判断表达式2，如果满足则执行分支2，都不满足时，则执行分支3。 if判断中的else if和else都是可选的，可以根据实际需要进行选择。

Go语言规定与if匹配的左括号{ 必须与if和表达式放在同一行，{ 放在其他位置会触发编译错误。 同理，与else匹配的{ 也必须与else写在同一行，else也必须与上一个if或else if右边的大括号在同一行。

举个例子：

func ifDemo1() {
    
    
	score := 65
	if score >= 90 {
    
    
		fmt.Println("A")
	} else if score > 75 {
    
    
		fmt.Println("B")
	} else {
    
    
		fmt.Println("C")
	}
}

if 条件判断特殊写法

if条件判断还有一种特殊的写法，可以在 if 表达式之前添加一个执行语句，再根据变量值进行判断，举个例子：

func ifDemo2() {
    
    
	if score := 65; score >= 90 {
    
    
		fmt.Println("A")
	} else if score > 75 {
    
    
		fmt.Println("B")
	} else {
    
    
		fmt.Println("C")
	}
}

思考题： 上下两种写法的区别在哪里？

for(循环结构)

Go 语言中的所有循环类型均可以使用for关键字来完成。

for循环的基本格式如下：

for 初始语句;条件表达式;结束语句{
    
    
    循环体语句
}

条件表达式返回true时循环体不停地进行循环，直到条件表达式返回false时自动退出循环。

func forDemo() {
    
    
	for i := 0; i < 10; i++ {
    
    
		fmt.Println(i)
	}
}

for循环的初始语句可以被忽略，但是初始语句后的分号必须要写，例如：

func forDemo2() {
    
    
	i := 0
	for ; i < 10; i++ {
    
    
		fmt.Println(i)
	}
}

for循环的初始语句和结束语句都可以省略，例如：

func forDemo3() {
    
    
	i := 0
	for i < 10 {
    
    
		fmt.Println(i)
		i++
	}
}

这种写法类似于其他编程语言中的while，在while后添加一个条件表达式，满足条件表达式时持续循环，否则结束循环。

无限循环

for {
    
    
    循环体语句
}

for循环可以通过break、goto、return、panic语句强制退出循环。

for range(键值循环)

Go语言中可以使用for range遍历数组、切片、字符串、map 及通道（channel）。 通过for range遍历的返回值有以下规律：

1. 数组、切片、字符串返回索引和值。
2. map返回键和值。
3. 通道（channel）只返回通道内的值。

s := "hello 海贼王"
for i,v := range d {
    
    
    fmt.Printf("%d %c\n",i,v);
}

// 输出结果
0 h
1 e
2 l
3 l
4 o
5
7 海
8 贼
9 王

switch case

使用switch语句可方便地对大量的值进行条件判断。

func switchDemo1() {
    
    
	finger := 3
	switch finger {
    
    
	case 1:
		fmt.Println("大拇指")
	case 2:
		fmt.Println("食指")
	case 3:
		fmt.Println("中指")
	case 4:
		fmt.Println("无名指")
	case 5:
		fmt.Println("小拇指")
	default:
		fmt.Println("无效的输入！")
	}
}

Go语言规定每个switch只能有一个default分支。

一个分支可以有多个值，多个case值中间使用英文逗号分隔。

func testSwitch3() {
    
    
	switch n := 7; n {
    
    
	case 1, 3, 5, 7, 9:
		fmt.Println("奇数")
	case 2, 4, 6, 8:
		fmt.Println("偶数")
	default:
		fmt.Println(n)
	}
}

分支还可以使用表达式，这时候switch语句后面不需要再跟判断变量。例如：

func switchDemo4() {
    
    
	age := 30
	switch {
    
    
	case age < 25:
		fmt.Println("好好学习吧")
	case age > 25 && age < 35:
		fmt.Println("好好工作吧")
	case age > 60:
		fmt.Println("好好享受吧")
	default:
		fmt.Println("活着真好")
	}
}

fallthrough语法可以执行满足条件的case的下一个case，是为了兼容C语言中的case设计的。

func switchDemo5() {
    
    
	s := "a"
	switch {
    
    
	case s == "a":
		fmt.Println("a")
		fallthrough
	case s == "b":
		fmt.Println("b")
	case s == "c":
		fmt.Println("c")
	default:
		fmt.Println("...")
	}
}

输出：

a
b

goto(跳转到指定标签)

goto语句通过标签进行代码间的无条件跳转。goto语句可以在快速跳出循环、避免重复退出上有一定的帮助。Go语言中使用goto语句能简化一些代码的实现过程。 例如双层嵌套的for循环要退出时：

func gotoDemo1() {
    
    
	var breakFlag bool
	for i := 0; i < 10; i++ {
    
    
		for j := 0; j < 10; j++ {
    
    
			if j == 2 {
    
    
				// 设置退出标签
				breakFlag = true
				break
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
		// 外层for循环判断
		if breakFlag {
    
    
			break
		}
	}
}

使用goto语句能简化代码：

func gotoDemo2() {
    
    
	for i := 0; i < 10; i++ {
    
    
		for j := 0; j < 10; j++ {
    
    
			if j == 2 {
    
    
				// 设置退出标签
				goto breakTag
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
	}
	return
	// 标签
breakTag:
	fmt.Println("结束for循环")
}

break(跳出循环)

break语句可以结束for、switch和select的代码块。

break语句还可以在语句后面添加标签，表示退出某个标签对应的代码块，标签要求必须定义在对应的for、switch和 select的代码块上。 举个例子：

func breakDemo1() {
    
    
BREAKDEMO1:
	for i := 0; i < 10; i++ {
    
    
		for j := 0; j < 10; j++ {
    
    
			if j == 2 {
    
    
				break BREAKDEMO1
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
	}
	fmt.Println("...")
}

continue(继续下次循环)

continue语句可以结束当前循环，开始下一次的循环迭代过程，仅限在for循环内使用。

在 continue语句后添加标签时，表示开始标签对应的循环。例如：

func continueDemo() {
    
    
forloop1:
	for i := 0; i < 5; i++ {
    
    
		// forloop2:
		for j := 0; j < 5; j++ {
    
    
			if i == 2 && j == 2 {
    
    
				continue forloop1
			}
			fmt.Printf("%v-%v\n", i, j)
		}
	}
}

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