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函数和指针 ​

函数 ​

在 Go 语言中，函数是一个独立的代码块，用于执行特定的任务或计算。函数可以接收零个或多个参数，并且可以返回零个或多个值。函数的定义包括函数名、参数列表、返回值类型和函数体。

语法格式：

go
// 定义一个函数的语法格式如下：
func 函数名(参数列表) (返回值列表) {
    函数体
}

示例：

go
// 以下定义了一个函数，这个函数没有参数，没有返回值
func printInfo() {
	fmt.Println("Hello")
	fmt.Println("World")
}

函数的命名规范 ​

在 Go 语言的函数命名规范旨在提高代码的可读性和易理解性，并确保代码风格的一致性。遵循良好的命名规范可以使代码更易于维护和理解，尤其是对于大型项目或多人协作开发的项目。

以下是一些 Go 语言函数命名规范的基本原则：

  • 使用驼峰命名法（Camel Case）：函数名应该由多个单词组成，每个单词的首字母大写，除了第一个单词以外。例如：GetUserInfo、CalculateAverage 等。
  • 函数名应该具有描述性：函数名应该清晰地表达函数的功能和用途。避免使用过于笼统或模糊的名称，例如：doSomething 或 process。
  • 使用动词：函数名通常应该使用动词来表示函数的功能。例如：GetUserInfo、WriteToFile 等。
  • 避免缩写：除非是约定俗成的缩写，否则尽量避免在函数名中使用缩写。例如：useDB 优于 useDatabase。
  • 区分大小写：Go 语言区分大小写，因此函数名中的大小写也应该有意义。例如：GetUserInfo 和 getUserInfo 是两个不同的函数。
  • 包内函数和小写开头：如果函数仅供包内使用，则函数名应该以小写开头。例如：getUserInfo。如果函数需要供包外访问，则函数名应该以大写开头。例如：GetUser。
  • 特殊函数命名：一些特殊类型的函数遵循特定的命名规范，例如：
    • 测试函数：通常以 Test 开头，后面是所测试的功能或方法的名称。例如，TestGetUserInfo。
    • 基准测试函数：通常以 Benchmark 开头，后面是所测试的功能或方法的名称。例如，BenchmarkGetUserInfo。
    • 示例函数：通常以 Example 开头，后面是所演示的功能或方法的名称。例如，ExampleGetUserInfo。
  • 遵循项目约定：如果项目中存在约定俗成的命名规范，则应遵循项目约定。

函数使用 ​

使用函数时，只需要调用函数名并传递相应的参数。

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	// 使用函数
	res := add(10, 20)
	fmt.Println(res)
}

// 定义一个函数用于计算两个 int 类型的数字之和
func add(a, b int) int {
	return a + b
}

函数的参数 ​

形式参数：在函数定义时就定义好的参数，用于接收外部传入的数据，叫做形式参数，简称形参。

实际参数：调用函数时，传给形参的实际的数据，叫做实际参数，简称实参。

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	// 定义两个变量
	p1 := 20
	p2 := 30
	// 调用函数传入的p1,p2就是实际参数
	// 传入的p1就是函数的参数a,传入的p2就是函数的参数b
	// 注意事项：实参与形参必须一一对应：顺序，个数，类型
	res := add(p1, p2)
	fmt.Println(res)
}

// 定义一个函数用于计算两个 int 类型的数字之和
// 定义函数时 a,b 两个就是形式参数
func add(a, b int) int {
	return a + b
}
go
package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	// 调用函数
	// 1-10的和
	getSum(10)
	// 1-50的和
	getSum(50)
	// 1-100的和
	getSum(100)
}

// getSum 定义一个范围求和函数
// 参数n：求和的范围，传入10就是求1-10的和,传入50就是求1-50的和
func getSum(n int) {
	sum := 0
	for i := 1; i <= n; i++ {
		sum += i
	}
	fmt.Printf("1-%d的和是: %d\n", n, sum)
}

在 Go 语言中可变参数函数是一种允许函数接收不定数量参数的方法，使用可变参数可以让函数更加灵活和通用。

语法格式：

go
// 在函数定义中，通过在参数类型前加上省略号...来表示该参数是可变参数。
func sum(nums ...int) int

示例：

go
/*
	这种参数写法是可变参数
	add()函数受不定数量的参数，参数的类型全部是int类型
	add(1,2,3)
	add(4,5,6,7,8)
*/
func add(args ...int) {
	sum := 0
	for _, v := range args {
		sum += v
	}
	fmt.Println("传入的数值之和:", sum)
}

函数返回值 ​

在 Go 语言中通过 return 关键字向外输出返回值。

示例：

go
func add(a,b int) int {
	return a + b
}

Go 语言中函数支持多返回值，函数如果有多个返回值时必须用 () 将所有返回值包裹起来。

示例：

go
func demo(a, b int) (int, int) {
	res1 := a + b
	res2 := a - b
	return res1, res2
}

在函数定义时可以给出参起别名，并在函数体中直接使用这些别名，最后通过 return 关键字返回函数的返回值。

示例：

go
func demo(a, b int) (res1 int, res2 int) {
	res1 = a + b
	res2 = a - b
	return
}

可以使用 _ 来忽略不需要的函数返回值。

go
func foo() (int, int) {
    return 1, 2
}

func main() {
	// 这个main函数是foo函数的调用方
	_, b := foo() // 这里我忽略了foo函数返回的第一个值
}

nil 函数 ​

函数也是一种类型，函数变量的默认值是 nil，执行nil函数会引发panic。

示例：

go
var f func()
// f是一个函数类型，值是nil
// 编译正常，运行报错panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
f()

函数的高级用法 ​

在 Go 语言中函数作为一种派生数据类型（复合数据类型），可以看做是一种特殊的变量，用于函数的参数传递和函数的返回值。

  1. 函数作为另一个函数的实际参数传递：在函数中，我们可以将函数作为参数传递给其他函数。
go
package main

import "fmt"

func main() {
	numbers := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	// 将 double 函数作为参数传递给 applyOperation 函数
	applyOperation(numbers, double)
}

// 定义一个接受函数作为参数的函数
func applyOperation(nums []int, operation func(int) int) {
	for _, num := range nums {
		result := operation(num)
		fmt.Printf("Operation result: %d\n", result)
	}
}

// 示例函数：加倍操作
func double(n int) int {
	return n * 2
}
  1. 函数作为另一个函数的返回值：在函数中，我们可以将函数作为返回值返回。
go
package main

import "fmt"

// 返回一个函数的函数
func multiplier(factor int) func(int) int {
	// 返回一个闭包函数
	return func(n int) int {
		return n * factor
	}
}

func main() {
	// 创建一个乘以 3 的函数
	times3 := multiplier(3)

	// 使用这个函数来乘以不同的数值
	result1 := times3(5) // 5 * 3 = 15
	result2 := times3(10) // 10 * 3 = 30

	fmt.Println("Result 1:", result1)
	fmt.Println("Result 2:", result2)
}

init 函数 ​

在Go语言中 init 函数是一种特殊的函数，用于在程序执行开始前，自动执行初始化任务。init 函数没有参数和返回值，并且不能被显式调用或引用。它可以存在于任何包（包括 main 包）中，多个 init 函数可以存在于同一个包中，按照它们声明的顺序依次执行。

特殊和用途：

  1. 自动执行：init 函数会在程序执行开始前自动调用，无需手动调用。
  2. 无参数和返回值：init 函数没有参数和返回值。
  3. 包级别的初始化：每个包可以有多个 init 函数，它们按照声明顺序依次执行，用于执行包级别的初始化任务。
  4. 执行顺序：对于一个包，其 init 函数的执行顺序是由包引用的依赖关系决定的，先执行被依赖的包的 init 函数。
  5. 主程序的 main 函数执行前：init 函数通常用于初始化包级别的变量、执行复杂的初始化操作或者注册某些需要在程序运行前执行的逻辑。

示例：

go
package main

import (
    "fmt"
)

func init() {
    fmt.Println("Initializing main package...")
}

func init() {
    fmt.Println("Initializing again...")
}

func init() {
    fmt.Println("Yet another initialization...")
}

func main() {
    fmt.Println("Main function started.")
}

函数的初始化顺序 ​

我们从程序逻辑结构角度来看，Go 包是程序逻辑封装的基本单元，每个包都可以理解为是一个“自治”的、封装良好的、对外部暴露有限接口的基本单元。一个 Go 程序就是由一组包组成的，程序的初始化就是这些包的初始化。每个 Go 包还会有自己的依赖包、常量、变量、init 函数（其中 main 包有 main 函数）等。

在平时开发中,我们在阅读和理解代码的时候，需要知道这些元素在在程序初始化过程中的初始化顺序，这样便于我们确定在某一行代码处这些元素的当前状态。

下面，我们就通过一张流程图，来了解 Go 包的初始化次序：

函数的初始化顺序

这里，我们来看看具体的初始化步骤。

首先 main 包依赖 pkg1 和 pkg4 两个包，所以第一步，Go 会根据包导入的顺序，先去初始化 main 包的第一个依赖包 pkg1。

第二步 Go 在进行包初始化的过程中，会采用 “深度优先” 的原则，递归初始化各个包的依赖包。在上图里，pkg1 包依赖 pkg2 包，pkg2 包依赖 pkg3 包，pkg3 没有依赖包，于是 Go 在 pkg3 包中按照 “常量 -> 变量 -> init 函数” 的顺序先对 pkg3 包进行初始化；

紧接着，在 pkg3 包初始化完毕后，Go 会回到 pkg2 包并对 pkg2 包进行初始化，接下来再回到 pkg1 包并对 pkg1 包进行初始化。在调用完 pkg1 包的 init 函数后，Go 就完成了 main 包的第一个依赖包 pkg1 的初始化。

接下来，Go 会初始化 main 包的第二个依赖包 pkg4，pkg4 包的初始化过程与 pkg1 包类似，也是先初始化它的依赖包 pkg5，然后再初始化自身；

然后，当 Go 初始化完 pkg4 包后也就完成了对 main 包所有依赖包的初始化，接下来初始化 main 包自身。

最后，在 main 包中，Go 同样会按照 “常量 -> 变量 -> init 函数” 的顺序进行初始化，执行完这些初始化工作后才正式进入程序的入口函数 main 函数。

匿名函数（闭包） ​

在 Go 语言中，匿名函数是一种没有函数名的函数字面量，也称为闭包（Closure）。它可以在定义的同时被直接调用，或者被赋值给变量后稍后调用。匿名函数通常用于需要临时定义和使用的小型功能块，或者作为函数参数传递给其他函数。

语法格式：

go
func (参数列表) 返回值 {
	// 函数的代码逻辑
}(实际参数)

示例：

go
// 正常的函数
func f1() {
	fmt.Println("我是f1()函数...")
}

// 匿名函数，又称为闭包
func () {
	fmt.Println("这是一个匿名函数")
}()
go
package main

import "fmt"

func main() {
	// 调用f1函数
	f1()
	// 匿名函数，在main函数中只会执行一次，但是使用函数变量的方式可以执行多次
	// 定义一个函数变量
	var f2 func()
	f2 = func() {
		fmt.Println("这是一个匿名函数...")
	}
	// 打印数据类型
	fmt.Printf("f2:%T\n", f2)
	// 调用匿名函数
	f2()
	f2()

	// 定义一个有返回类型的匿名函数
	res1 := func(a, b int) int {
		return a + b
	} // 这里并没有传入参数，所以就是将匿名函数赋值给res1变量
	fmt.Printf("res1数据类型:%T\n", res1)
	res2 := func(a, b int) int {
		return a + b
	}(5, 6) // 这里传入了参数进行了函数的调用，会将结果的数据赋值给res2
	fmt.Printf("res2数据类型:%T\n", res2)
}

// 正常的函数
func f1() {
	fmt.Println("这是f1()函数...")
}
go
package main

import "fmt"

// 函数 `process` 接受一个整数和一个回调函数作为参数
func process(num int, callback func(int)) {
    // 调用回调函数，将 num 作为参数传递给它
    callback(num)
}

func main() {
    // 调用 process 函数，传递一个整数和一个匿名函数作为回调
    process(10, func(num int) {
        fmt.Println("Processing number:", num)
    })
}
go
package main

import "fmt"

// 函数 `counter` 返回一个匿名函数
func counter() func() int {
    count := 0 // count 是闭包内部的变量

    // 返回一个匿名函数，该函数可以访问并修改 count
    return func() int {
        count++
        return count
    }
}

func main() {
    // 创建一个新的计数器
    c1 := counter()

    // 使用 c1 调用返回的匿名函数，每次调用 count 增加 1
    fmt.Println(c1()) // 输出 1
    fmt.Println(c1()) // 输出 2
    fmt.Println(c1()) // 输出 3

    // 创建另一个新的计数器，它拥有自己的 count 变量
    c2 := counter()

    // 使用 c2 调用返回的匿名函数，它从 1 开始计数
    fmt.Println(c2()) // 输出 1
    fmt.Println(c2()) // 输出 2
}

匿名函数（闭包）Go语言是支持函数式编程：

  1. 将匿名函数作为另一个函数的参数，回调函数。
  2. 将匿名函数作为另一个函数的返回值，可以形成闭包结构。

defer 语句 ​

defer 关键字是 Go 语言中一个强大的工具，用于延迟执行函数调用，实现资源释放、错误处理和性能优化等功能。通过将需要延迟执行的操作放在 defer 语句中，可以保证这些操作会在函数返回前被执行，增加代码的可靠性和可维护性。

defer 在实际开发中经常被使用，例如：

  • 资源释放：defer 语句通常用于释放函数使用的各种资源，如文件、数据库连接、锁等。这样可以确保及时释放资源，避免内存泄漏或其他问题。
  • 错误处理：defer 可以用于统一处理函数调用过程中出现的错误。
  • 日志记录：defer 语句也可用于记录函数的执行时间，用于性能分析和调试。
  • 清理工作：defer 还可用于执行各种清理工作，比如关闭数据库连接、关闭窗口等。这对于防止资源泄漏很有帮助。

语法格式：

go
func main() {
	// 这里的defer语句将在main函数返回前执行
    defer fmt.Println("World")
    fmt.Println("Hello")
}

示例：

go
func readFile(filename string) error {
    file, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        return err
    }
    defer file.Close()

    // 使用bufio.Scanner读取文件内容
    scanner := bufio.NewScanner(file)
    for scanner.Scan() {
        fmt.Println(scanner.Text())
    }

    if err := scanner.Err(); err != nil {
        return err
    }
    return nil
}
go
func transferMoney(db *sql.DB, fromAccount, toAccount int, amount float64) error {
    tx, err := db.Begin()
    if err != nil {
        return err
    }
    defer func() {
        if p := recover(); p != nil {
            tx.Rollback()
            panic(p) // 重新抛出panic
        } else if err != nil {
            tx.Rollback()
        } else {
            err = tx.Commit()
        }
    }()

    // 执行转账操作
    _, err = tx.Exec("UPDATE accounts SET balance = balance - ? WHERE id = ?", amount, fromAccount)
    if err != nil {
        return err
    }
    _, err = tx.Exec("UPDATE accounts SET balance = balance + ? WHERE id = ?", amount, toAccount)
    if err != nil {
        return err
    }

    return nil
}

指针 ​

指针是一种数据类型，用于存储一个变量的内存地址的变量。指针变量的值是变量的地址，而不是变量的值。指针变量可以通过 & 运算符获取变量的地址，并通过 * 运算符获取指针指向的变量的值。

image-11

在上面图中，变量b的值为256，存在在内存地址为0xc00001a0e0。变量a的值为0xc00001a0e0，即变量a被认为指向变量b。

语法格式：

go
var 指针变量名 *数据类型

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	a := 10
	b := &a
	fmt.Printf("a:%d ptr:%p\n", a, &a) // a:10 ptr:0xc00001a078
	fmt.Printf("b:%p type:%T\n", b, b) // b:0xc00001a078 type:*int
	fmt.Println(&b)                    // 0xc00000e018
}

我们来看一下 b := &a 的图示：

image-12

指针的基本用法 ​

获取变量的地址 ​

在 Go 语言中可以通过 & 运算符获取变量的地址。

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	// 通过 & 获取变量的内存地址
	s1 := "hello"
	fmt.Printf("s1的地址值:%p\n", &s1)
}

获取指针指向的变量的值 ​

在 Go 语言中可以通过 * 运算符获取指针指向的变量的值。

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	// 通过 * 获取指针指向的变量的值
	s1 := "hello"
	p1 := &s1
	fmt.Printf("p1指针指向的变量的值是:%s\n", *p1) // p1指针指向的变量的值是:hello
	// 修改指针变量的值
	*p1 = "world"
	fmt.Printf("s1的值是:%s\n", s1) // s1的值是:world
}

空指针 ​

当一个指针被定义后没有分配任何变量时，这个指针的值为 nil 也就是空指针。

示例：

go
var ptr *int
fmt.Println(ptr == nil) // 输出: true

使用new()函数创建指针 ​

在Go语言中 new() 是一个内置的函数，用于动态地分配内存并返回指向该内存的指针。

语法格式：

go
var 指针变量名 = new(数据类型)
go
指针变量名 := new(数据类型)

示例：

go
// 使用new函数创建一个int类型的指针变量
ptr := new(int)
fmt.Printf("ptr的值是:%v\n", ptr)
fmt.Printf("ptr指向的变量的值是:%v\n", *ptr)
fmt.Printf("ptr自己的内存地址:%v\n", &ptr)

使用指针传递函数的参数 ​

当需要在函数内部修改参数的值时,使用指针作为参数是一个很好的选择。使用指针可以直接修改原始数据,而不是只能修改副本。这在需要改变输入数据的场景中非常有用,比如更新数据结构、调整配置参数等。

使用指针作为函数参数的好处包括：

  • 可以修改原始数据。
  • 减少内存占用。
  • 支持空值。
  • 增加函数的灵活性。
  • 避免副作用。

示例：

go
package main

import "fmt"

func main() {
	x, y := 10, 20
	fmt.Println("交换前 x =", x, "y =", y)
	swap(&x, &y)
	fmt.Println("交换后 x =", x, "y =", y)
}

func swap(a, b *int) {
	*a, *b = *b, *a
}
go
package main

import "fmt"

func main() {
	numbers := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	fmt.Println("初始切片:", numbers)

	growSlice(&numbers, 3)
	fmt.Println("修改长度后切片:", numbers)
}

func growSlice(s *[]int, newLength int) {
	*s = (*s)[0:newLength]
}

多级指针 ​

多级指针是指向指针的指针，可以有多个层级。在Go语言中，我们可以创建任意级别的指针。这个概念虽然不常用，但在某些特定场景下非常有用。

示例：

go
// 定义一个int类型变量a
a := 10
fmt.Printf("a的值是%d,a的内存地址是:%p\n", a, &a) // a = 10
// 定义一个指针变量p1，指向变量a
p1 := &a
fmt.Printf("p1的数据类型是:%T,p1存储的值是:%v,p1的内存地址是:%p\n", p1, p1, &p1)
// 二级指针 这里存储的值是一级指针的内存地址 &p1
p2 := &p1
fmt.Printf("p2的数据类型是:%T,p2存储的值是:%v,p2的内存地址是:%p\n", p2, p2, &p2)
// 三级指针 这里存储的值是二级指针的内存地址 &p2
p3 := &p2
fmt.Printf("p3的数据类型是:%T,p3存储的值是:%v,p3的内存地址是:%p\n", p3, p3, &p3)
// 修改三级指针指向的变量存储的值
***p3 = 111
fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) // a = 111

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