go基礎-函數

来源:https://www.cnblogs.com/asdfzxv/archive/2023/08/07/17612487.html
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## 前言 假設一個場景，服務端部署在內網，客戶端需要通過暴露在公網的nginx與服務端進行通信。為了避免在公網進行 http 明文通信造成的信息泄露，nginx與客戶端之間的通信應當使用 https 協議，並且nginx也要驗證客戶端的身份，也就是mTLS雙向加密認證通信。 這條通信鏈路有三個角色 ...


概述

在任何語言中函數都是極其重要的內容，業務功能都是由一個或多個函數組合完成。go語言是函數式編程語言，函數是一等公民，可以被傳遞、有函數類型，go語言有三種類型的函數，普通函數、匿名函數（Lambda函數）、方法函數。go語言函數有獨特屬性，可以有多個返回值，需要使用多個變數接收、函數也是一種類型，函數簽名是函數類型、函數不能被重載

 

基本使用

聲明函數時必須包含參數類型、返回值類型。單個返回值可省略括弧

fun sum(x int, y int) int {
    return x+y
}

調用函數

n := sum(10, 20)    // 30

 

兩個返回值，多個返回值必須使用括弧。

fun sum(x int, y int) (int, int) {
    return x+y, x-y
}

使用兩個變數接收

n, m := sum(x, y)

 

返回值變數也可以在聲明中定義

func sum(x int, y int) (a int, b int) {
    a = x + y
    b = x - y
    return
}

在函數聲明定義返回類型和返回值變數，使用return時可省略返回對象。

 

兩個返回值一般用於錯誤處理，一個表示結果，一個表示錯誤。很多庫函數都有類似的應用

func Open(name string) (file *File, err error)

 

第一個返回值file表示文件指針，第二個返回值err表示打開文件異常，所以一般先判斷是否有異常

file, err := open("test.txt")
if err != nil {
    fmt.Pringln("打開文件失敗, ", err)
    return
}

 

使用_表示忽略返回值

file, _ := open("test.txt")

 

go語言函數也支持可變參數，註意可變參數必須在最後位置，固定是切片類型。

func sum(x int, args... int) int {
    for _, arg := range args {
        x += arg
    }
    return x
}

// 使用
i := sum(10, 20, 30, 40)

 

當可變參數是一個空介面類型時，調用者是否解包可變參數會導致不同的結果：

func Print(a ...interface{}) {
    fmt.Println(a...)
}

func main() {
    var a = []interface{}{123, "abc"}

    Print(a...) // 123 abc
    Print(a)    // [123 abc]
}

第一個 Print 調用時傳入的參數是 a...，等價於直接調用 Print(123, "abc")。第二個 Print 調用傳入的是未解包的 a，等價於直接調用 Print([]interface{}{123, "abc"})。

 

Go 語言函數還可以直接或間接地調用自己，也就是支持遞歸調用。相比其他語言 Go 語言函數的遞歸調用深度邏輯上沒有限制，函數調用的棧不會出現溢出錯誤，因為 Go 語言運行時會根據需要動態地調整函數棧的大小。每個 goroutine 剛啟動時只會分配很小的棧（4 或 8KB，具體依賴實現），根據需要動態調整棧的大小，棧最大可以達到 GB 級（依賴具體實現，在目前的實現中，32 位體繫結構為 250MB，64 位體繫結構為 1GB）

func f(x int) {
    if x > 1 {
        f(x-1)
    } else {
        fmt.Println(x)
    }
}
 

因為Go 語言函數的棧會自動調整大小，所以程式員很少需要關心棧的運行機制的，在 Go 語言規範中甚至故意沒有講到棧和堆的概念。我們無法知道函數參數或局部變數到底是保存在棧中還是堆中，只需要知道它們能夠正常工作就可以了

func f(x int) *int {
    return &x
}

func g() *int {
    i := 20
    return i
}

有C/C++經驗的程式員會驚訝這兩個函數有bug，因為參數變數在棧上維護，函數返回之後棧變數就失效了，返回的地址自然也應該失效了，返回的是野指針。在Go語言中可以正常工作，Go 編譯器會保證指針指向的變數在合適的地方，不用關心 Go 語言中函數棧和堆的問題，編譯器和運行時會幫我們搞定；同樣不要假設變數在記憶體中的位置是固定不變的，指針隨時可能會變化，特別是在你不期望它變化的時候。

 

函數類型

函數也是一種類型，即函數類型，也稱為函數簽名。

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

func main() {
    fmt.Printf("%T\n", sum)    // 輸出：func(int, int) int
}

註意，簽名中不包括函數名稱

 

和C語言一樣，go的函數名是只讀指針，指向函數的首地址，所以go函數是引用類型。

把函數當參數傳遞時，複製出來的新指針，也指向相同的函數地址。註意不是複製函數，是複製函數指針，還有多種引用類型，如slice、map、chan、interface等。

func main() {
    fmt.Println(sum)            // 0x108ef60
    fmt.Printf("%v\n", sum)        // 0x108ef60
    fmt.Printf("%v\n", &sum)    // err
}

兩條語句結果一樣，都列印函數的起始記憶體地址。註意無法使用地址符獲取函數地址，這也說明不存在函數指針，更無法通過指針調用函數，這與C語言有區別，C語言回調函數經常使用這招兒。

 

在go語言中函數是一等公民，可以被傳遞、調用，這時就依賴函數類型

func handler(sum func(int, int, ) int, x int, y int) int {
    return sum(x, y)
}

第一個參數是函數類型，接收函數做為參數，使用函數簽名定義。

 

也可自定義類型，簡單理解就是定義別名，簡化寫法

// 自定義類型
type sum func(int, int) int

// 接收自定義類型
func handler(plus sum, x int, y int) int {
    return plus(x, y)
}

 

匿名函數

與JavaScript一樣go也支持匿名函數，聲明函數時不寫名稱

func main() {
    f := func(x int, y int) int {
        return x + y
    }

    fmt.Printf("%T\n", f) // func(int, int) int
    fmt.Println(f(1, 2)) // 3
}

 

與普通函數一樣使用、傳遞，匿名函數也有函數簽名，也可自定義類型

// 自定義類型
type sum func(int, int) int

func main() {
    // 聲明變數
    var f sum = func(x int, y int) int {
        return x + y
    }

    fmt.Printf("%T\n", f)
    fmt.Println(f(1, 2))
}

 

函數閉包

閉包是函數式編程語言的招牌功能之一，go當然也支持閉包。簡單來說就是函數可記住誕生時的環境信息，也稱為記憶效應。

var str string = "hello"

func func1() {
    fmt.Println(str)
}

函數func1應用引用了外部變數str，註意是“引用”，而非值傳遞，兩者會相互影響，這與函數調用傳參有本質區別。

func1()         // hello
str = "world"
func1()         // world

 

更多使用動態生成匿名函數的方式，如下

func Accumulate(value int) func() int {
    // 返回一個閉包
    return func() int {
        // 引入外部變數value並累加
        value++
        // 返回一個累加值
        return value
    }
}

 

返回值是一個函數，並且引用了外部變數value，該變數被會記錄在函數內部，外部環境被銷毀也不受影響，有點類似Python的裝飾器。

// 創建一個累加器, 初始值為1
accumulator := Accumulate(1)


fmt.Println(accumulator())    // 2
fmt.Println(accumulator())    // 3

每次調用value都會被累加，有點Java中lombda的感覺，

 

延遲執行

這是go特有的技能，函數內部被defer修飾的語句總是最後執行，有點類似java中finally的特性。

func main() {
    fmt.Println("defer begin")
    defer fmt.Println(1)
    defer fmt.Println(2)
    defer fmt.Println(3)
    fmt.Println("defer end")
}

 

可以有多條defer修飾，與棧的數據結構一致，先進後出，輸出如下

defer begin
defer end
3
2
1

 

註意，被defer修飾的預計總是最後執行，不再是順序執行，與語句所在的位置無關。

func main() {
    fmt.Println("start time: ", time.Now())
    defer fmt.Println("end time: ", time.Now())

    time.Sleep(time.Duration(rand.Intn(1000)))
    fmt.Println("ok")
    return
} 

不受return影響，end time預計總是在最後列印，輸出如下

start time:  2023-07-19 23:45:51.551994 +0800 CST m=+0.000133126
ok
end time:  2023-07-19 23:45:51.552634 +0800 CST m=+0.000773430

也不受panic的影響，程式崩潰前也會執行被defer修飾的語句

 

主要使用場景是異常捕獲、回收資源、釋放互斥鎖等，因為被defer修飾的語句一定會在最後執行

func main() {
    fp, err := os.Open(filename)
    if err != nil {
        fmt.Println("open file error", err)
        return 
    }
    
    // 最後一定會關閉文件
    defer f.Close()

    // 對文件指針fp進行操作
    ...
}

 

也可以用於申請和釋放鎖

func main(key string) int {
    // 申請鎖
    sync.Mutex.Lock()
    // 釋放鎖，延遲到函數結束時執行
    defer sync.Mutex.Unlock()

    // 業務邏輯
    ...
}

 

特殊函數

go語言中有兩個比較特殊的函數，在固定場景下使用

 

main函數，同C一樣是程式的入口函數，只能有一個main函數，程式從這裡開始執行，註意main函數只能屬於main包。只有當代碼包含有main函數時才可編譯出可執行文件。

package main    // main包
import "fmt"

func main() {    // main函數
    fmt.Println("hello world")
}

 

init函數，也稱為初始化函數，會在main函數之前被自動調用，只要被import導入，該包所有init函數都被會自動執行，多次導入只執行一次。import是鏈式導入，init執行也是鏈式執行，如下圖。

 

go執行順序是：常量定義（const） -> 全局變數定義（var） -> 初始化函數（init） -> 程式入口（main）

要註意的是，在 main 函數執行之前所有代碼都運行在同一個 Goroutine 中，也是運行在程式的主系統線程中。如果某個 init 函數內部用 go 關鍵字啟動了新的 Goroutine 的話，新的 Goroutine 和 main.main 函數是併發執行的

 

 


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