Go 系列教程 —— 6. 函数(Function)
函数是什么?
函数是一块执行特定任务的代码。一个函数是在输入源基础上,通过执行一系列的算法,生成预期的输出。
函数的声明
在 Go 语言中,函数声明通用语法如下:
func functionname(parametername type) returntype {
// 函数体(具体实现的功能)
}
函数的声明以关键词 func
开始,后面紧跟自定义的函数名 functionname (函数名)
。函数的参数列表定义在 (
和 )
之间,返回值的类型则定义在之后的 returntype (返回值类型)
处。声明一个参数的语法采用 参数名 参数类型 的方式,任意多个参数采用类似 (parameter1 type, parameter2 type) 即(参数1 参数1的类型,参数2 参数2的类型)
的形式指定。之后包含在 {
和 }
之间的代码,就是函数体。
函数中的参数列表和返回值并非是必须的,所以下面这个函数的声明也是有效的
func functionname() {
// 译注: 表示这个函数不需要输入参数,且没有返回值
}
示例函数
我们以写一个计算商品价格的函数为例,输入参数是单件商品的价格和商品的个数,两者的乘积为商品总价,作为函数的输出值。
func calculateBill(price int, no int) int {
var totalPrice = price * no // 商品总价 = 商品单价 * 数量
return totalPrice // 返回总价
}
上述函数有两个整型的输入 price
和 no
,返回值 totalPrice
为 price
和 no
的乘积,也是整数类型。
如果有连续若干个参数,它们的类型一致,那么我们无须一一罗列,只需在最后一个参数后添加该类型。 例如,price int, no int
可以简写为 price, no int
,所以示例函数也可写成
func calculateBill(price, no int) int {
var totalPrice = price * no
return totalPrice
}
现在我们已经定义了一个函数,我们要在代码中尝试着调用它。调用函数的语法为 functionname(parameters)
。调用示例函数的方法如下:
calculateBill(10, 5)
完成了示例函数声明和调用后,我们就能写出一个完整的程序,并把商品总价打印在控制台上:
package main
import (
"fmt"
)
func calculateBill(price, no int) int {
var totalPrice = price * no
return totalPrice
}
func main() {
price, no := 90, 6 // 定义 price 和 no,默认类型为 int
totalPrice := calculateBill(price, no)
fmt.Println("Total price is", totalPrice) // 打印到控制台上
}
该程序在控制台上打印的结果为
Total price is 540
多返回值
Go 语言支持一个函数可以有多个返回值。我们来写个以矩形的长和宽为输入参数,计算并返回矩形面积和周长的函数 rectProps
。矩形的面积是长度和宽度的乘积, 周长是长度和宽度之和的两倍。即:
面积 = 长 * 宽
周长 = 2 * ( 长 + 宽 )
package main
import (
"fmt"
)
func rectProps(length, width float64)(float64, float64) {
var area = length * width
var perimeter = (length + width) * 2
return area, perimeter
}
func main() {
area, perimeter := rectProps(10.8, 5.6)
fmt.Printf("Area %f Perimeter %f", area, perimeter)
}
如果一个函数有多个返回值,那么这些返回值必须用 (
和 )
括起来。func rectProps(length, width float64)(float64, float64)
示例函数有两个 float64 类型的输入参数 length
和 width
,并返回两个 float64 类型的值。该程序在控制台上打印结果为
Area 60.480000 Perimeter 32.800000
命名返回值
从函数中可以返回一个命名值。一旦命名了返回值,可以认为这些值在函数第一行就被声明为变量了。
上面的 rectProps 函数也可用这个方式写成:
func rectProps(length, width float64)(area, perimeter float64) {
area = length * width
perimeter = (length + width) * 2
return // 不需要明确指定返回值,默认返回 area, perimeter 的值
}
请注意, 函数中的 return 语句没有显式返回任何值。由于 area 和 perimeter 在函数声明中指定为返回值, 因此当遇到 return 语句时, 它们将自动从函数返回。
空白符
_ 在 Go 中被用作空白符,可以用作表示任何类型的任何值。
我们继续以 rectProps
函数为例,该函数计算的是面积和周长。假使我们只需要计算面积,而并不关心周长的计算结果,该怎么调用这个函数呢?这时,空白符 _ 就上场了。
下面的程序我们只用到了函数 rectProps
的一个返回值 area
package main
import (
"fmt"
)
func rectProps(length, width float64) (float64, float64) {
var area = length * width
var perimeter = (length + width) * 2
return area, perimeter
}
func main() {
area, _ := rectProps(10.8, 5.6) // 返回值周长被丢弃
fmt.Printf("Area %f ", area)
}
在程序的
area, _ := rectProps(10.8, 5.6)
这一行,我们看到空白符_
用来跳过不要的计算结果。
Go 系列教程 —— 7. 包
Noluye · 2017-12-08 14:11:32 · 7841 次点击 · 预计阅读时间 9 分钟 · 不到1分钟之前 开始浏览
这是一个创建于 2017-12-08 14:11:32 的文章,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
这是 Golang 系列教程的第 7 个教程。
什么是包,为什么使用包?
到目前为止,我们看到的 Go 程序都只有一个文件,文件里包含一个 main 函数和几个其他的函数。在实际中,这种把所有源代码编写在一个文件的方法并不好用。以这种方式编写,代码的重用和维护都会很困难。而包(Package)解决了这样的问题。
包用于组织 Go 源代码,提供了更好的可重用性与可读性。由于包提供了代码的封装,因此使得 Go 应用程序易于维护。
例如,假如我们正在开发一个 Go 图像处理程序,它提供了图像的裁剪、锐化、模糊和彩色增强等功能。一种组织程序的方式就是根据不同的特性,把代码放到不同的包中。比如裁剪可以是一个单独的包,而锐化是另一个包。这种方式的优点是,由于彩色增强可能需要一些锐化的功能,因此彩色增强的代码只需要简单地导入(我们会在随后讨论)锐化功能的包,就可以使用锐化的功能了。这样的方式使得代码易于重用。
我们会逐步构建一个计算矩形的面积和对角线的应用程序。
通过这个程序,我们会更好地理解包。
main 函数和 main 包
所有可执行的 Go 程序都必须包含一个 main 函数。这个函数是程序运行的入口。main 函数应该放置于 main 包中。
package packagename
这行代码指定了某一源文件属于一个包。它应该放在每一个源文件的第一行。
下面开始为我们的程序创建一个 main 函数和 main 包。在 Go 工作区内的 src 文件夹中创建一个文件夹,命名为 geometry
。在 geometry
文件夹中创建一个 geometry.go
文件。
在 geometry.go 中编写下面代码。
// geometry.go
package main
import "fmt"
func main() {
fmt.Println("Geometrical shape properties")
}
package main
这一行指定该文件属于 main 包。import "packagename"
语句用于导入一个已存在的包。在这里我们导入了 fmt
包,包内含有 Println 方法。接下来是 main 函数,它会打印 Geometrical shape properties
。
键入 go install geometry
,编译上述程序。该命令会在 geometry
文件夹内搜索拥有 main 函数的文件。在这里,它找到了 geometry.go
。接下来,它编译并产生一个名为 geometry
(在 windows 下是 geometry.exe
)的二进制文件,该二进制文件放置于工作区的 bin 文件夹。现在,工作区的目录结构会是这样:
src
geometry
gemometry.go
bin
geometry
键入 workspacepath/bin/geometry
,运行该程序。请用你自己的 Go 工作区来替换 workspacepath
。这个命令会执行 bin 文件夹里的 geometry
二进制文件。你应该会输出 Geometrical shape properties
。
创建自定义的包
我们将组织代码,使得所有与矩形有关的功能都放入 rectangle
包中。
我们会创建一个自定义包 rectangle
,它有一个计算矩形的面积和对角线的函数。
属于某一个包的源文件都应该放置于一个单独命名的文件夹里。按照 Go 的惯例,应该用包名命名该文件夹。
因此,我们在 geometry
文件夹中,创建一个命名为 rectangle
的文件夹。在 rectangle
文件夹中,所有文件都会以 package rectangle
作为开头,因为它们都属于 rectangle 包。
在我们之前创建的 rectangle 文件夹中,再创建一个名为 rectprops.go
的文件,添加下列代码。
// rectprops.go
package rectangle
import "math"
func Area(len, wid float64) float64 {
area := len * wid
return area
}
func Diagonal(len, wid float64) float64 {
diagonal := math.Sqrt((len * len) + (wid * wid))
return diagonal
}
在上面的代码中,我们创建了两个函数用于计算 Area
和 Diagonal
。矩形的面积是长和宽的乘积。矩形的对角线是长与宽平方和的平方根。math
包下面的 Sqrt
函数用于计算平方根。
注意到函数 Area 和 Diagonal 都是以大写字母开头的。这是有必要的,我们将会很快解释为什么需要这样做。
导入自定义包
为了使用自定义包,我们必须要先导入它。导入自定义包的语法为 import path
。我们必须指定自定义包相对于工作区内 src
文件夹的相对路径。我们目前的文件夹结构是:
src
geometry
geometry.go
rectangle
rectprops.go
import "geometry/rectangle"
这一行会导入 rectangle 包。
在 geometry.go
里面添加下面的代码:
// geometry.go
package main
import (
"fmt"
"geometry/rectangle" // 导入自定义包
)
func main() {
var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7
fmt.Println("Geometrical shape properties")
/*Area function of rectangle package used*/
fmt.Printf("area of rectangle %.2f\n", rectangle.Area(rectLen, rectWidth))
/*Diagonal function of rectangle package used*/
fmt.Printf("diagonal of the rectangle %.2f ", rectangle.Diagonal(rectLen, rectWidth))
}
上面的代码导入了 rectangle
包,并调用了里面的 Area 和 Diagonal 函数,得到矩形的面积和对角线。Printf 内的格式说明符 %.2f
会将浮点数截断到小数点两位。应用程序的输出为:
Geometrical shape properties
area of rectangle 42.00
diagonal of the rectangle 9.22
导出名字(Exported Names)
我们将 rectangle 包中的函数 Area 和 Diagonal 首字母大写。在 Go 中这具有特殊意义。在 Go 中,任何以大写字母开头的变量或者函数都是被导出的名字。其它包只能访问被导出的函数和变量。在这里,我们需要在 main 包中访问 Area 和 Diagonal 函数,因此会将它们的首字母大写。
在 rectprops.go
中,如果函数名从 Area(len, wid float64)
变为 area(len, wid float64)
,并且在 geometry.go
中, rectangle.Area(rectLen, rectWidth)
变为 rectangle.area(rectLen, rectWidth)
, 则该程序运行时,编译器会抛出错误 geometry.go:11: cannot refer to unexported name rectangle.area
。因为如果想在包外访问一个函数,它应该首字母大写。
init 函数
所有包都可以包含一个 init
函数。init 函数不应该有任何返回值类型和参数,在我们的代码中也不能显式地调用它。init 函数的形式如下:
func init() {
}
init 函数可用于执行初始化任务,也可用于在开始执行之前验证程序的正确性。
包的初始化顺序如下:
- 首先初始化包级别(Package Level)的变量
- 紧接着调用 init 函数。包可以有多个 init 函数(在一个文件或分布于多个文件中),它们按照编译器解析它们的顺序进行调用。
如果一个包导入了另一个包,会先初始化被导入的包。
尽管一个包可能会被导入多次,但是它只会被初始化一次。
为了理解 init 函数,我们接下来对程序做了一些修改。
首先在 rectprops.go
文件中添加了一个 init 函数。
// rectprops.go
package rectangle
import "math"
import "fmt"
/*
* init function added
*/
func init() {
fmt.Println("rectangle package initialized")
}
func Area(len, wid float64) float64 {
area := len * wid
return area
}
func Diagonal(len, wid float64) float64 {
diagonal := math.Sqrt((len * len) + (wid * wid))
return diagonal
}
我们添加了一个简单的 init 函数,它仅打印 rectangle package initialized
。
现在我们来修改 main 包。我们知道矩形的长和宽都应该大于 0,我们将在 geometry.go
中使用 init 函数和包级别的变量来检查矩形的长和宽。
修改 geometry.go
文件如下所示:
// geometry.go
package main
import (
"fmt"
"geometry/rectangle" // 导入自定义包
"log"
)
/*
* 1. 包级别变量
*/
var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7
/*
*2. init 函数会检查长和宽是否大于0
*/
func init() {
println("main package initialized")
if rectLen < 0 {
log.Fatal("length is less than zero")
}
if rectWidth < 0 {
log.Fatal("width is less than zero")
}
}
func main() {
fmt.Println("Geometrical shape properties")
fmt.Printf("area of rectangle %.2f\n", rectangle.Area(rectLen, rectWidth))
fmt.Printf("diagonal of the rectangle %.2f ",rectangle.Diagonal(rectLen, rectWidth))
}
我们对 geometry.go
做了如下修改:
- 变量 rectLen 和 rectWidth 从 main 函数级别移到了包级别。
- 添加了 init 函数。当 rectLen 或 rectWidth 小于 0 时,init 函数使用 log.Fatal 函数打印一条日志,并终止了程序。
main 包的初始化顺序为:
- 首先初始化被导入的包。因此,首先初始化了 rectangle 包。
- 接着初始化了包级别的变量 rectLen 和 rectWidth。
- 调用 init 函数。
- 最后调用 main 函数。
当运行该程序时,会有如下输出。
rectangle package initialized
main package initialized
Geometrical shape properties
area of rectangle 42.00
diagonal of the rectangle 9.22
果然,程序会首先调用 rectangle 包的 init 函数,然后,会初始化包级别的变量 rectLen 和 rectWidth。接着调用 main 包里的 init 函数,该函数检查 rectLen 和 rectWidth 是否小于 0,如果条件为真,则终止程序。我们会在单独的教程里深入学习 if 语句。现在你可以认为 if rectLen < 0
能够检查 rectLen
是否小于 0,并且如果是,则终止程序。rectWidth
条件的编写也是类似的。在这里两个条件都为假,因此程序继续执行。最后调用了 main 函数。
让我们接着稍微修改这个程序来学习使用 init 函数。
将 geometry.go
中的 var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7
改为 var rectLen, rectWidth float64 = -6, 7
。我们把 rectLen
初始化为负数。
现在当运行程序时,会得到:
rectangle package initialized
main package initialized
2017/04/04 00:28:20 length is less than zero
像往常一样, 会首先初始化 rectangle 包,然后是 main 包中的包级别的变量 rectLen 和 rectWidth。rectLen 为负数,因此当运行 init 函数时,程序在打印 length is less than zero
后终止。
本代码可以在 github 下载。
使用空白标识符(Blank Identifier)
导入了包,却不在代码中使用它,这在 Go 中是非法的。当这么做时,编译器是会报错的。其原因是为了避免导入过多未使用的包,从而导致编译时间显著增加。将 geometry.go
中的代码替换为如下代码:
// geometry.go
package main
import (
"geometry/rectangle" // 导入自定的包
)
func main() {
}
上面的程序将会抛出错误 geometry.go:6: imported and not used: "geometry/rectangle"
。
然而,在程序开发的活跃阶段,又常常会先导入包,而暂不使用它。遇到这种情况就可以使用空白标识符 _
。
下面的代码可以避免上述程序的错误:
package main
import (
"geometry/rectangle"
)
var _ = rectangle.Area // 错误屏蔽器
func main() {
}
var _ = rectangle.Area
这一行屏蔽了错误。我们应该了解这些错误屏蔽器(Error Silencer)的动态,在程序开发结束时就移除它们,包括那些还没有使用过的包。由此建议在 import 语句下面的包级别范围中写上错误屏蔽器。
有时候我们导入一个包,只是为了确保它进行了初始化,而无需使用包中的任何函数或变量。例如,我们或许需要确保调用了 rectangle 包的 init 函数,而不需要在代码中使用它。这种情况也可以使用空白标识符,如下所示。
package main
import (
_ "geometry/rectangle"
)
func main() {
}
运行上面的程序,会输出 rectangle package initialized
。尽管在所有代码里,我们都没有使用这个包,但还是成功初始化了它。