chapter5、6 golang的函数与方法

函数

//常规的函数定义
func 方法名(参数列表) 返回值 {
    定义
}

函数的值(闭包)

在Go中,函数被看作第一类值(first-class values):函数像其他值一样,拥有类型,可以被赋值给其他变量,传递给函数,从函数返回。函数类型的零值是nil。调用值为nil的函数值会引起panic错误:

var f func(int) int
f(3) // 此处f的值为nil, 会引起panic错误

函数值不仅仅是一串代码,还记录了状态。Go使用闭包(closures)技术实现函数值,Go程序员也把函数值叫做闭包。我们看个闭包的例子:

func f1(limit int) (func(v int) bool) {
    //编译器发现limit逃逸了,自动在堆上分配
    return func (v int) bool { return v>limit} 
}

func main() {
    closure := f1(5)
    fmt.Printf("%v\n", closure(1)) //false
    fmt.Printf("%v\n", closure(5)) //false
    fmt.Printf("%v\n", closure(10)) //true
}

在这个例子中,f1函数传入limit参数,返回一个闭包,闭包接受一个参数v,判断v是否大于之前设置进去的limit。

可变参数列表

可变参数,即参数不是固定的,例如fmt.Printf函数那样,注意只有最后一个参数才可以是声明为可变参数,声明:

func 函数名(变量名...类型) 返回值

我们看个例子:

package main

import (
    "fmt"
)

func f1(name string, vals... int) (sum int) {
    for _, v := range vals {
        sum += v
    }
    sum += len(name)
    return
}

func main() {
    fmt.Printf("%d\n", f1("abc", 1,2,3,4 )) //13
}

函数的延迟执行 defer

包含defer语句的函数执行完毕后(例如return、panic),释放堆栈前会调用被声明defer的语句,常用于释放资源、记录函数执行耗时等,有一下几个特点:

  1. 当defer被声明时,其参数就会被实时解析
  2. 执行顺序和声明顺序相反
  3. defer可以读取有名返回值

看个例子:

package main

import (
    "fmt"
)

//演示defer的函数可以访问返回值
func f2() (v int) {
    defer func (){ v++}()
    return 1 //执行这个时,把v置为1
}

//演示defer声明即解释
func f3(i int) (v int) {
    defer func(j int) { v += j} (i) //此时函数i已被解析为10,后面修改i的值无影响
    v = i
    i = i*2
    return
}

//演示defer的执行顺序,与声明顺序相反
func f4() {
    defer func() {fmt.Printf("first\n")} ()
    defer func() {fmt.Printf("second\n")} ()
}

func main() {
    fmt.Printf("%d\n", f2()) // 13
    fmt.Printf("%d\n", f3(10)) // 20
    f4() //second\nfirst\n
}

典型的使用场景,函数执行完毕关闭资源:

func do() error {
    f, err := os.Open("book.txt")
    if err != nil {
        return err
    }

    defer func(f io.Closer) {
        if err := f.Close(); err != nil {
            // log etc
        }
    }(f)

    // ..code...

    f, err = os.Open("another-book.txt")
    if err != nil {
        return err
    }

    defer func(f io.Closer) {
        if err := f.Close(); err != nil {
            // log etc
        }
    }(f)

    return nil
}

在这里例子中可以看到,我们判断了Close()是否成功,因为在一些文件系统中,尤其是NFS,写文件出错往往被延迟到Close的时候才反馈,所以必须检查Close的状态。

异常panic

Go有别于那些将函数运行失败看作是异常的语言。虽然Go有各种异常机制,但这些机制仅仅用于严重的错误,而不是那些在健壮程序中应该被避免的程序错误。runtime在一些情况下会抛出异常,例如除0,我们也能使用panic关键字自己抛出异常

panic(异常的值) //值是啥都行

出现异常之后,默认情况就是程序退出并打印堆栈:

package main


func f6() {
    func () {
        func () int {
            x := 0
            y := 5/x
            return y
        }()
    }()
}

func main() {

    f6()

}

输出

panic: runtime error: integer divide by zero

goroutine 1 [running]:
main.f6.func1.1(...)
    /Users/kitmanzheng/study/go/src/test_func.go:8
main.f6.func1()
    /Users/kitmanzheng/study/go/src/test_func.go:10 +0x11
main.f6()
    /Users/kitmanzheng/study/go/src/test_func.go:11 +0x20
main.main()
    /Users/kitmanzheng/study/go/src/test_func.go:16 +0x20
exit status 2

如果不想程序退出的话,也有办法,就是使用recover捕捉异常,然后返回error。在没发生panic的情况下,调用recover会返回nil,发生了panic,那么就是panic的值。看个例子:

package main

import (
    "fmt"
)

type shouldRecover struct{}
type emptyStruct struct{}

func f6() (err error) {
    defer func () {
        switch p := recover(); p {
            case nil: //donoting
        case shouldRecover{}:
            err = fmt.Errorf("occur panic but had recovered")
        default:
            panic(p)
        }
    } ()

    func () {
        func () int {
            panic(shouldRecover{})
            //panic(emptyStruct{})
            x := 0
            y := 5/x
            return y
        }()
    }()

    return
}


func main() {
    err := f6()
    if err != nil {
        fmt.Printf("fail %v\n", err)
    } else {
        fmt.Printf("success\n")
    }
}

输出
fail occur panic but had recovered
在这个例子中,我们手动抛出一个panic,值是shouldRecover,然后外层使用defer + 匿名函数 + recover去捕捉异常,发现panic的值是shouldRecover那么就不退出,而是返回error。

方法

//这种只能给type定义的类型用 
func (type类型参数) 方法名(参数列表) 返回值 {
    定义
}
//eg:
func (t TestType) testFunc() int {
    //...
}

例子中t称为接收器,可以是该类型本身,或该类型的指针,由于是值传递,所以是接收器是该类型时,会复制值,类型比较大时开销大,可以选择使用指针降低开销。而且在使用defer的时候,由于值复制,如果不用指针,变量发生了变化,但是defer运行时还是基于老变量运行的,容易会造成一些坑,除非你明确知道自己要这么做。建议func (*type)而不是func(type)。但是如果一个类型低层实际是一个指针,那么不允许在使用该类型的指针作为接收器。

当我们使用指针作为接收器时,记得检查是否是nil

非常重要的一点是,T使用接收者是T和*T的方法,而T只使用接收者是T的方法,T能直接调接受者是*T方法,仅仅是一个语法糖,编译器帮我们取地址了

看下面这个例子:

type myInt struct {
    owner string
    value int
}

func (a myInt) Owner(suffix string) string { //golang不支持默认参数
    return a.owner + suffix
}

func (a *myInt) SetOwner(owner string) {
    if a == nil {
        fmt.Println("set owner to nil point is invalid")
        return
    }
    a.owner = owner
}

func (a myInt) SetOwner2(owner string) { //golang函数参数按值传递,所以这个方法实际只是修改临时变量的owner
    a.owner = owner
}

func SetOwner3(a *myInt, owner string) {
    if a == nil {
        fmt.Println("set owner to nil point is invalid")
        return
    }
    a.owner = owner
}

func main() {
    var k = myInt{"kitman", 3}

    fmt.Print(k.value, " ", k.Owner("aa"), "\n") //输出3 kitmanaa

    k.SetOwner("ak") //相当于SetOwner(&k, "ak")
    fmt.Print(k.value, " ", k.Owner("bb"), "\n") //输出3 akbb

    k.SetOwner2("sss")  //相当于SetOwner(k, "sss")
    fmt.Print(k.value, " ", k.Owner("bb"), "\n") //输出3 akbb

    SetOwner3(&k, "sss")
    fmt.Print(k.value, " ", k.Owner("bb"), "\n") //输出3 sssbb

    var k2 *myInt = nil
    k2.SetOwner("aa")     //输出set owner to nil point is invalid
}

输出
3 kitmanaa
3 akbb
3 akbb
3 sssbb
set owner to nil point is invalid
通过上面的例子,我们可以发现一些知识点:

  1. 使用第二种函数定义的方法,那么就和c++的类差不多。本质上和普通函数一样,就是语法上的差别而已。
  2. 就算给type类型定义方法,函数参数也是按值传递的,所以type参数使用指针才能修改变量。
  3. nil指针也能调用方法,但是如果方法里面没判断指针是否是nil,那么就会core

面向对象继承语义

可以通过使用匿名成员 + 定义方法,实现部分继承的语义:

package main

import (
    "fmt"
)

type Base struct {
    y int
    Y int
}

func (b *Base) FuncByPoint() int {
    if (b == nil) {
        return 0;
    }

    return b.y*b.Y
}

func (b Base) FuncByValue() int {
    return b.y*b.Y
}

type Child struct {
    Base
    x int
    X int
}

func (c *Child) FuncByPoint() int {
    if (c == nil) {
        return 0
    }

    return c.x*c.X
}

func main() {
    var c Child
    c.y = 2
    c.Y = 3
    fmt.Printf("%v\n", c.FuncByPoint())          //0
    fmt.Printf("%v\n", c.Base.FuncByPoint())//6
    fmt.Printf("%v\n", c.FuncByValue()).  //6

    var f1 func() int
    f1 = c.FuncByPoint
    fmt.Printf("%v\n", f1())   //0

    var f2 func(*Child) int
    f2 = (*Child).FuncByPoint
    fmt.Printf("%v\n", f2(&c)) //0
}

这个例子可以看到,Base中定义的方法,被外层的同名方法覆盖,需要显式指明才能调用到Base中的方法。注意golang中不存在真正的继承,这是嵌入匿名成员,用匿名成员的方法去理解这样的语法。另外,方法的值也是第一类变量,能赋值给别的变量,比c/c++灵活,golang无论是对象方法,还是类型的方法,都能赋值给别的变量,可以参照例子中的写法。

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