函数
函数构成代码执行的逻辑结构。在Go语言中,函数的基本组成为:关键字func、函数名、参数列表、返回值、函数体和返回语句。
函数定义
前面我们已经大概介绍过函数,这里我们用一个最简单的加法函数来进行详细说明:
package mymath
import "errors"
func Add(a int, b int) (ret int, err error) {
if a < 0 || b < 0 {// 假设这个函数只支持两个非负数值的加法
err = errors.New("Should be non-negative numbers!")
return
}
return a + b, nil
}
如果参数列表中若干个相邻的参数类型的相同,比如上面例子中的a和b,则可以在参数列表中省略前面变量的类型声明,如下所示:
func Add(a, b int) (ret int, err error) {
// ...
}
如果返回值列表中多个返回值的类型相同,也可以用同样的方式合并。如果函数只有一个返回值,也可以这么写:
func Add(a, b int) int {
// ...
}
函数调用
函数调用非常方便,只要事先导入了该函数所在的包,就可以直接按照如下所示的方式调用函数:
import "mymath"// 假设Add被放在一个叫做mymath的包中
// ...
c := mymath.Add(1, 2)
在Go语言中,函数支持多重返回值,这在之后的内容中会介绍。利用函数的多重返回值和错误处理机制,我们可以很容易地写出优雅美观的Go代码。
Go语言中函数名字的大小写不仅仅是风格,更直接体现了该函数的可见性,这一点尤其需要注意。对于很多注意美感的程序员(尤其是工作在Linux平台上的C程序员)而言,这里的函数名的首字母大写可能会让他们感觉不太适应,在自己练习的时候可能会顺手改成全小写,比如写 成add_xxx这样的Linux风格。很不幸的是,如果这样做了,你可能会遇到莫名其妙的编译错误,比如你明明导入了对应的包,Go编译器还是会告诉你无法找到add_xxx函数。
因此需要先牢记这样的规则:小写字母开头的函数只在本包内可见,大写字母开头的函数才能被其他包使用。
这个规则也适用于类型和变量的可见性。
不定参数
在C语言时代大家一般都用过printf()函数,从那个时候开始其实已经在感受不定参数的魅力和价值。如同C语言中的printf()函数,Go语言标准库中的fmt.Println()等函数的实现也严重依赖于语言的不定参数功能。
本节我们将介绍不定参数的用法。合适地使用不定参数,可以让代码简单易用,尤其是输入输出类函数,比如日志函数等。
不定参数类型
不定参数是指函数传入的参数个数为不定数量。为了做到这点,首先需要将函数定义为接受不定参数类型:
func myfunc(args ...int) {
for _, arg := range args {
fmt.Println(arg)
}
}
这段代码的意思是,函数myfunc()接受不定数量的参数,这些参数的类型全部是int,所以它可以用如下方式调用:
myfunc(2, 3, 4)
myfunc(1, 3, 7, 13)
形如…type格式的类型只能作为函数的参数类型存在,并且必须是最后一个参数。它是一个语法糖(syntactic sugar),即这种语法对语言的功能并没有影响,但是更方便程序员使用。通常来说,使用语法糖能够增加程序的可读性,从而减少程序出错的机会。
从内部实现机理上来说,类型…type本质上是一个数组切片,也就是[]type,这也是为什么上面的参数args可以用for循环来获得每个传入的参数。
假如没有…type这样的语法糖,开发者将不得不这么写:
func myfunc2(args []int) {
for _, arg := range args {
fmt.Println(arg)
}
}
从函数的实现角度来看,这没有任何影响,该怎么写就怎么写。但从调用方来说,情形则完全不同:
myfunc2([]int{1, 3, 7, 13})
你会发现,我们不得不加上[]int{}来构造一个数组切片实例。但是有了…type这个语法糖,我们就不用自己来处理了。
不定参数的传递
假设有另一个变参函数叫做myfunc3(args …int),下面的例子演示了如何向其传递变参:
func myfunc(args …int) {
//按原样传递
myfunc3(args...)
//传递片段,实际上任意的int slice都可以传进去
myfunc3(args[1:]...)
}
任意类型的不定参数
之前的例子中将不定参数类型约束为int,如果你希望传任意类型,可以指定类型为interface{}。下面是Go语言标准库中fmt.Printf()的函数原型:
func Printf(format string, args ...interface{}) {
// ...
}
用interface{}传递任意类型数据是Go语言的惯例用法。使用interface{}仍然是类型安全的,这和 C/C++ 不太一样。下面代码示范了如何分派传入interface{}类型的数据。
package main
import "fmt"
func MyPrintf(args ...interface{}) {
for _, arg := range args {
switch arg.(type) {
case int:
fmt.Println(arg, "is an int value.")
case string:
fmt.Println(arg, "is an string value.")
case int64:
fmt.Println(arg, "is an int64 value.")
default:
fmt.Println(arg, "is an unknown value.")
}
}
}
func main() {
var v1 int = 1
var v2 int64 = 234
var v3 string = "hello"
var v4 float32 = 1.234
MyPrintf(v1, v2, v3, v4)
}
多返回值
与C、C++和Java等开发语言的一个极大不同在于,Go语言的函数或者成员的方法可以有多个返回值,这个特性能够使我们写出比其他语言更优雅、更简洁的代码,比如File.Read()函数就可以同时返回读取的字节数和错误信息。如果读取文件成功,则返回值中的n为读取的字节数,err为nil,否则err为具体的出错信息:
func (file *File) Read(b []byte) (n int, err Error)
同样,从上面的方法原型可以看到,我们还可以给返回值命名,就像函数的输入参数一样。返回值被命名之后,它们的值在函数开始的时候被自动初始化为空。在函数中执行不带任何参数的return语句时,会返回对应的返回值变量的值。
Go语言并不需要强制命名返回值,但是命名后的返回值可以让代码更清晰,可读性更强,同时也可以用于文档。
如果调用方调用了一个具有多返回值的方法,但是却不想关心其中的某个返回值,可以简单地用一个下划线“_”来跳过这个返回值,比如下面的代码表示调用者在读文件的时候不想关心Read()函数返回的错误码:
n, _ := f.Read(buf)
匿名函数与闭包
匿名函数是指不需要定义函数名的一种函数实现方式,它并不是一个新概念,最早可以回溯到1958年的Lisp语言。但是由于种种原因,C和C++一直都没有对匿名函数给以支持,其他的各种语言,比如JavaScript、C#和Objective-C等语言都提供了匿名函数特性,当然也包含Go语言。
匿名函数
在Go里面,函数可以像普通变量一样被传递或使用,这与C语言的回调函数比较类似。不同的是,Go语言支持随时在代码里定义匿名函数。
匿名函数由一个不带函数名的函数声明和函数体组成,如下所示:
func(a, b int, z float64) bool {
return a * b < int(z)
}
匿名函数可以直接赋值给一个变量或者直接执行:
f := func(x, y int) int {
return x + y
}
func(ch chan int) {
ch <- ACK
} (reply_chan) //花括号后直接跟参数列表表示函数调用
闭包
Go的匿名函数是一个闭包,下面我们先来了解一下闭包的概念、价值和应用场景。
基本概念
闭包是可以包含自由(未绑定到特定对象)变量的代码块,这些变量不在这个代码块内或者任何全局上下文中定义,而是在定义代码块的环境中定义。要执行的代码块(由于自由变量包含在代码块中,所以这些自由变量以及它们引用的对象没有被释放)为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。
闭包的价值
闭包的价值在于可以作为函数对象或者匿名函数,对于类型系统而言,这意味着不仅要表示数据还要表示代码。支持闭包的多数语言都将函数作为第一级对象,就是说这些函数可以存储到变量中作为参数传递给其他函数,最重要的是能够被函数动态创建和返回。
Go语言中的闭包
Go语言中的闭包同样也会引用到函数外的变量。闭包的实现确保只要闭包还被使用,那么被闭包引用的变量会一直存在,如下所示:
package main
import "fmt"
func main() {
var j int = 5
a := func() (func()) {
var i int = 10
return func() {
fmt.Printf("i, j: %d, %d\n", i, j)
}
}()
a()
j *= 2
a()
}
上述例子的执行结果是:
i, j: 10, 5
i, j: 10, 10
在上面的例子中,变量a指向的闭包函数引用了局部变量i和j,i的值被隔离,在闭包外不能被修改,改变j的值以后,再次调用a,发现结果是修改过的值。
在变量a指向的闭包函数中,只有内部的匿名函数才能访问变量i,而无法通过其他途径访问到,因此保证了i的安全性。