go语言笔记-函数和方法😀
- 29 mins函数和方法（go语言圣经5～6章）
函数
函数声明
函数声明包括函数名、形式参数列表、返回值列表（可省略）以及函数体。
func name(parameter-list) (result-list) {
body
}
每一次函数调用都必须按照声明顺序为所有参数提供实参（参数值）。在函数调用时，Go语言没有默认参数值，也没有任何方法可以通过参数名指定形参，因此形参和返回值的变量名对于函数调用者而言没有意义。
你可能会偶尔遇到没有函数体的函数声明，这表示该函数不是以Go实现的。这样的声明定义了函数签名。
package math
func Sin(x float64) float //implemented in assembly language
递归
Go语言使用可变栈，栈的大小按需增加（初始时很小）。这使得我们使用递归时不必考虑溢出和安全问题。
多值返回
在Go中，一个函数可以返回多个值。我们已经在之前例子中看到，许多标准库中的函数返回2个值，一个是期望得到的返回值，另一个是函数出错时的错误信息。下面的例子会展示如何编写多返回值的函数。
func main() {
for _, url := range os.Args[1:] {
links, err := findLinks(url)
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "findlinks2: %v\n", err)
continue
}
for _, link := range links {
fmt.Println(link)
}
}
}
// findLinks performs an HTTP GET request for url, parses the
// response as HTML, and extracts and returns the links.
func findLinks(url string) ([]string, error) {
resp, err := http.Get(url)
if err != nil {
return nil, err
}
if resp.StatusCode != http.StatusOK {
resp.Body.Close()
return nil, fmt.Errorf("getting %s: %s", url, resp.Status)
}
doc, err := html.Parse(resp.Body)
resp.Body.Close()
if err != nil {
return nil, fmt.Errorf("parsing %s as HTML: %v", url, err)
}
return visit(nil, doc), nil
}
当你调用接受多参数的函数时，可以将一个返回多参数的函数调用作为该函数的参数。虽然这很少出现在实际生产代码中，但这个特性在debug时很方便，我们只需要一条语句就可以输出所有的返回值。下面的代码是等价的：
log.Println(findLinks(url))
links, err := findLinks(url)
log.Println(links, err)
如果一个函数所有的返回值都有显式的变量名，那么该函数的return语句可以省略操作数。这称之为bare return。
// CountWordsAndImages does an HTTP GET request for the HTML
// document url and returns the number of words and images in it.
func CountWordsAndImages(url string) (words, images int, err error) {
resp, err := http.Get(url)
if err != nil {
return
}
doc, err := html.Parse(resp.Body)
resp.Body.Close()
if err != nil {
err = fmt.Errorf("parsing HTML: %s", err)
return
}
words, images = countWordsAndImages(doc)
return
}
按照返回值列表的次序，返回所有的返回值，在上面的例子中，每一个return语句等价于：
return words, images, err
当一个函数有多处return语句以及许多返回值时，bare return 可以减少代码的重复，但是使得代码难以被理解。(🐶都不用)
错误
在Go中有一部分函数总是能成功的运行。比如strings.Contains和strconv.FormatBool函数，对各种可能的输入都做了良好的处理，使得运行时几乎不会失败，除非遇到灾难性的、不可预料的情况，比如运行时的内存溢出。导致这种错误的原因很复杂，难以处理，从错误中恢复的可能性也很低。
在Go的错误处理中，错误是软件包API和应用程序用户界面的一个重要组成部分，程序运行失败仅被认为是几个预期的结果之一。
对于那些将运行失败看作是预期结果的函数，它们会返回一个额外的返回值，通常是最后一个，来传递错误信息。如果导致失败的原因只有一个，额外的返回值可以是一个布尔值，通常被命名为ok。比如，cache.Lookup失败的唯一原因是key不存在，那么代码可以按照下面的方式组织
value, ok := cache.Lookup(key)
if !ok {
// ...cache[key] does not exist…
}
通常，导致失败的原因不止一种，尤其是对I/O操作而言，用户需要了解更多的错误信息。因此，额外的返回值不再是简单的布尔类型，而是error类型。
内置的error是接口类型。我们将在第七章了解接口类型的含义，以及它对错误处理的影响。现在我们只需要明白error类型可能是nil或者non-nil。nil意味着函数运行成功，non-nil表示失败。对于non-nil的error类型，我们可以通过调用error的Error函数或者输出函数获得字符串类型的错误信息。
fmt.Println(err)
fmt.Printf("%v", err)
Go这样设计的原因是由于对于某个应该在控制流程中处理的错误而言，将这个错误以异常的形式抛出会混乱对错误的描述，这通常会导致一些糟糕的后果。当某个程序错误被当作异常处理后，这个错误会将堆栈跟踪信息返回给终端用户，这些信息复杂且无用，无法帮助定位错误。
正因此，Go使用控制流机制（如if和return）处理错误，这使得编码人员能更多的关注错误处理。
函数值
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。对函数值（function value）的调用类似函数调用。例子如下：
func square(n int) int { return n * n }
func negative(n int) int { return -n }
func product(m, n int) int { return m * n }
f := square
fmt.Println(f(3)) // "9"
f = negative
fmt.Println(f(3)) // "-3"
fmt.Printf("%T\n", f) // "func(int) int"
f = product // compile error: can't assign func(int, int) int to func(int) int
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)
函数值可以与nil比较：
var f func(int) int
if f != nil {
f(3)
}
但是函数值之间是不可比较的，也不能用函数值作为map的key
使用函数值，我们可以将遍历结点的逻辑和操作结点的逻辑分离，使得我们可以复用遍历的逻辑，从而对结点进行不同的操作。
// forEachNode针对每个结点x，都会调用pre(x)和post(x)。
// pre和post都是可选的。
// 遍历孩子结点之前，pre被调用
// 遍历孩子结点之后，post被调用
func forEachNode(n *html.Node, pre, post func(n *html.Node)) {
if pre != nil {
pre(n)
}
for c := n.FirstChild; c != nil; c = c.NextSibling {
forEachNode(c, pre, post)
}
if post != nil {
post(n)
}
}
匿名函数
拥有函数名的函数只能在包级语法块中被声明，通过函数字面量（function literal），我们可绕过这一限制，在任何表达式中表示一个函数值。函数字面量的语法和函数声明相似，区别在于func关键字后没有函数名。函数值字面量是一种表达式，它的值被称为匿名函数（anonymous function）。
函数字面量允许我们在使用函数时，再定义它。通过这种技巧，我们可以改写之前对strings.Map的调用：
strings.Map(func(r rune) rune { return r + 1 }, "HAL-9000")
更为重要的是，通过这种方式定义的函数可以访问完整的词法环境（lexical environment），这意味着在函数中定义的内部函数可以引用该函数的变量，如下例所示：
// squares返回一个匿名函数。
// 该匿名函数每次被调用时都会返回下一个数的平方。
func squares() func() int {
var x int
return func() int {
x++
return x * x
}
}
func main() {
f := squares()
fmt.Println(f()) // "1"
fmt.Println(f()) // "4"
fmt.Println(f()) // "9"
fmt.Println(f()) // "16"
}
函数squares返回另一个类型为 func() int 的函数。对squares的一次调用会生成一个局部变量x并返回一个匿名函数。每次调用匿名函数时，该函数都会先使x的值加1，再返回x的平方。第二次调用squares时，会生成第二个x变量，并返回一个新的匿名函数。新匿名函数操作的是第二个x变量。
squares的例子证明，函数值不仅仅是一串代码，还记录了状态。在squares中定义的匿名内部函数可以访问和更新squares中的局部变量，这意味着匿名函数和squares中，存在变量引用。这就是函数值属于引用类型和函数值不可比较的原因。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。
考虑这样一个问题：给定一些计算机课程，每个课程都有前置课程，只有完成了前置课程才可以开始当前课程的学习；我们的目标是选择出一组课程，这组课程必须确保按顺序学习时，能全部被完成。每个课程的前置课程如下：
// prereqs记录了每个课程的前置课程
var prereqs = map[string][]string{
"algorithms": {"data structures"},
"calculus": {"linear algebra"},
"compilers": {
"data structures",
"formal languages",
"computer organization",
},
"data structures": {"discrete math"},
"databases": {"data structures"},
"discrete math": {"intro to programming"},
"formal languages": {"discrete math"},
"networks": {"operating systems"},
"operating systems": {"data structures", "computer organization"},
"programming languages": {"data structures", "computer organization"},
}
这类问题被称作拓扑排序。从概念上说，前置条件可以构成有向图。图中的顶点表示课程，边表示课程间的依赖关系。显然，图中应该无环，这也就是说从某点出发的边，最终不会回到该点。下面的代码用深度优先搜索了整张图，获得了符合要求的课程序列。
func main() {
for i, course := range topoSort(prereqs) {
fmt.Printf("%d:\t%s\n", i+1, course)
}
}
func topoSort(m map[string][]string) []string {
var order []string
seen := make(map[string]bool)
var visitAll func(items []string)
visitAll = func(items []string) {
for _, item := range items {
if !seen[item] {
seen[item] = true
visitAll(m[item])
order = append(order, item)
}
}
}
var keys []string
for key := range m {
keys = append(keys, key)
}
sort.Strings(keys)
visitAll(keys)
return order
}
当匿名函数需要被递归调用时，我们必须首先声明一个变量（在上面的例子中，我们首先声明了 visitAll），再将匿名函数赋值给这个变量。如果不分成两步，函数字面量无法与visitAll绑定，我们也无法递归调用该匿名函数。
visitAll := func(items []string) {
// ...
visitAll(m[item]) // compile error: undefined: visitAll
// ...
}
在toposort程序的输出如下所示，它的输出顺序是大多人想看到的固定顺序输出，但是这需要我们多花点心思才能做到。哈希表prepreqs的value是遍历顺序固定的切片，而不再试遍历顺序随机的map，所以我们对prereqs的key值进行排序，保证每次运行toposort程序，都以相同的遍历顺序遍历prereqs。
1: intro to programming
2: discrete math
3: data structures
4: algorithms
5: linear algebra
6: calculus
7: formal languages
8: computer organization
9: compilers
10: databases
11: operating systems
12: networks
13: programming languages
可变函数
参数数量可变的函数称为可变参数函数。典型的例子就是fmt.Printf和类似函数。Printf首先接收一个必备的参数，之后接收任意个数的后续参数。
在声明可变参数函数时，需要在参数列表的最后一个参数类型之前加上省略符号“…”，这表示该函数会接收任意数量的该类型参数。
func sum(vals ...int) int {
total := 0
for _, val := range vals {
total += val
}
return total
}
sum函数返回任意个int型参数的和。在函数体中，vals被看作是类型为[] int的切片。sum可以接收任意数量的int型参数：
fmt.Println(sum()) // "0"
fmt.Println(sum(3)) // "3"
fmt.Println(sum(1, 2, 3, 4)) // "10"
在上面的代码中，调用者隐式的创建一个数组，并将原始参数复制到数组中，再把数组的一个切片作为参数传给被调用函数。如果原始参数已经是切片类型，我们该如何传递给sum？只需在最后一个参数后加上省略符。下面的代码功能与上个例子中最后一条语句相同。
values := []int{1, 2, 3, 4}
fmt.Println(sum(values...)) // "10"
可变参数函数经常被用于格式化字符串。下面的errorf函数构造了一个以行号开头的，经过格式化的错误信息。函数名的后缀f是一种通用的命名规范，代表该可变参数函数可以接收Printf风格的格式化字符串。
func errorf(linenum int, format string, args ...interface{}) {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "Line %d: ", linenum)
fmt.Fprintf(os.Stderr, format, args...)
fmt.Fprintln(os.Stderr)
}
linenum, name := 12, "count"
errorf(linenum, "undefined: %s", name) // "Line 12: undefined: count"
interface{}表示函数的最后一个参数可以接收任意类型，我们会在第7章详细介绍。
Deferred函数
当执行到该条语句时，函数和参数表达式得到计算，但直到包含该defer语句的函数执行完毕时，defer后的函数才会被执行，不论包含defer语句的函数是通过return正常结束，还是由于panic导致的异常结束。你可以在一个函数中执行多条defer语句，它们的执行顺序与声明顺序相反。
defer语句经常被用于处理成对的操作，如打开、关闭、连接、断开连接、加锁、释放锁。通过defer机制，不论函数逻辑多复杂，都能保证在任何执行路径下，资源被释放。
在下面的代码中，一条defer语句替代了之前的所有resp.Body.Close
func title(url string) error {
resp, err := http.Get(url)
if err != nil {
return err
}
defer resp.Body.Close()
ct := resp.Header.Get("Content-Type")
if ct != "text/html" && !strings.HasPrefix(ct,"text/html;") {
return fmt.Errorf("%s has type %s, not text/html",url, ct)
}
doc, err := html.Parse(resp.Body)
if err != nil {
return fmt.Errorf("parsing %s as HTML: %v", url,err)
}
// ...print doc's title element…
return nil
}
调试复杂程序时，defer机制也常被用于记录何时进入和退出函数。下例中的bigSlowOperation函数，直接调用trace记录函数的被调情况。bigSlowOperation被调时，trace会返回一个函数值，该函数值会在bigSlowOperation退出时被调用。通过这种方式， 我们可以只通过一条语句控制函数的入口和所有的出口，甚至可以记录函数的运行时间，如例子中的start。需要注意一点：不要忘记defer语句后的圆括号，否则本该在进入时执行的操作会在退出时执行，而本该在退出时执行的，永远不会被执行。
func bigSlowOperation() {
defer trace("bigSlowOperation")() // don't forget the extra parentheses
// ...lots of work…
time.Sleep(10 * time.Second) // simulate slow operation by sleeping
}
func trace(msg string) func() {
start := time.Now()
log.Printf("enter %s", msg)
return func() {
log.Printf("exit %s (%s)", msg,time.Since(start))
}
}
每一次bigSlowOperation被调用，程序都会记录函数的进入，退出，持续时间。（我们用time.Sleep模拟一个耗时的操作）
我们知道，defer语句中的函数会在return语句更新返回值变量后再执行，又因为在函数中定义的匿名函数可以访问该函数包括返回值变量在内的所有变量，所以，对匿名函数采用defer机制，可以使其观察函数的返回值。
以double函数为例：
func double(x int) int {
return x + x
}
我们只需要首先命名double的返回值，再增加defer语句，我们就可以在double每次被调用时，输出参数以及返回值。
func double(x int) (result int) {
defer func() { fmt.Printf("double(%d) = %d\n", x,result) }()
return x + x
}
_ = double(4)
// Output:
// "double(4) = 8"
在循环体中的defer语句需要特别注意，因为只有在函数执行完毕后，这些被延迟的函数才会执行。下面的代码会导致系统的文件描述符耗尽，因为在所有文件都被处理之前，没有文件会被关闭。
for _, filename := range filenames {
f, err := os.Open(filename)
if err != nil {
return err
}
defer f.Close() // NOTE: risky; could run out of file descriptors
// ...process f…
}
一种解决方法是将循环体中的defer语句移至另外一个函数。在每次循环时，调用这个函数。
for _, filename := range filenames {
if err := doFile(filename); err != nil {
return err
}
}
func doFile(filename string) error {
f, err := os.Open(filename)
if err != nil {
return err
}
defer f.Close()
// ...process f…
}
Panic异常
虽然Go的panic机制类似于其他语言的异常，但panic的适用场景有一些不同。由于panic会引起程序的崩溃，因此panic一般用于严重错误，如程序内部的逻辑不一致。勤奋的程序员认为任何崩溃都表明代码中存在漏洞，所以对于大部分漏洞，我们应该使用Go提供的错误机制，而不是panic，尽量避免程序的崩溃。健壮的程序中，任何可以预料到的错误，如不正确的输入、错误的配置或是失败的I/O操作都应该被优雅的处理，最好的处理方式，就是使用Go的错误机制。
考虑regexp.Compile函数，该函数将正则表达式编译成有效的可匹配格式。当输入的正则表达式不合法时，该函数会返回一个错误。当调用者明确的知道正确的输入不会引起函数错误时，要求调用者检查这个错误是不必要和累赘的。我们应该假设函数的输入一直合法，就如前面的断言一样：当调用者输入了不应该出现的输入时，触发panic异常。
在程序源码中，大多数正则表达式是字符串字面值（string literals），因此regexp包提供了包装函数regexp.MustCompile检查输入的合法性。
package regexp
func Compile(expr string) (*Regexp, error) { /* ... */ }
func MustCompile(expr string) *Regexp {
re, err := Compile(expr)
if err != nil {
panic(err)
}
return re
}
包装函数使得调用者可以便捷的用一个编译后的正则表达式为包级别的变量赋值：
var httpSchemeRE = regexp.MustCompile(`^https?:`) //"http:" or "https:"
Recover捕获异常
通常来说，不应该对panic异常做任何处理，但有时，也许我们可以从异常中恢复，至少我们可以在程序崩溃前，做一些操作。举个例子，当web服务器遇到不可预料的严重问题时，在崩溃前应该将所有的连接关闭；如果不做任何处理，会使得客户端一直处于等待状态。如果web服务器还在开发阶段，服务器甚至可以将异常信息反馈到客户端，帮助调试。
如果在deferred函数中调用了内置函数recover，并且定义该defer语句的函数发生了panic异常，recover会使程序从panic中恢复，并返回panic value。导致panic异常的函数不会继续运行，但能正常返回。在未发生panic时调用recover，recover会返回nil。
让我们以语言解析器为例，说明recover的使用场景。考虑到语言解析器的复杂性，即使某个语言解析器目前工作正常，也无法肯定它没有漏洞。因此，当某个异常出现时，我们不会选择让解析器崩溃，而是会将panic异常当作普通的解析错误，并附加额外信息提醒用户报告此错误。
func Parse(input string) (s *Syntax, err error) {
defer func() {
if p := recover(); p != nil {
err = fmt.Errorf("internal error: %v", p)
}
}()
// ...parser...
}
有时我们很难完全遵循规范，举个例子，net/http包中提供了一个web服务器，将收到的请求分发给用户提供的处理函数。很显然，我们不能因为某个处理函数引发的panic异常，杀掉整个进程；web服务器遇到处理函数导致的panic时会调用recover，输出堆栈信息，继续运行。这样的做法在实践中很便捷，但也会引起资源泄漏，或是因为recover操作，导致其他问题。
基于以上原因，安全的做法是有选择性的recover。换句话说，只恢复应该被恢复的panic异常，此外，这些异常所占的比例应该尽可能的低。为了标识某个panic是否应该被恢复，我们可以将panic value设置成特殊类型。在recover时对panic value进行检查，如果发现panic value是特殊类型，就将这个panic作为error处理，如果不是，则按照正常的panic进行处理（在下面的例子中，我们会看到这种方式）。
下面的例子是title函数的变形，如果HTML页面包含多个<title>，该函数会给调用者返回一个错误（error）。在soleTitle内部处理时，如果检测到有多个<title>，会调用panic，阻止函数继续递归，并将特殊类型bailout作为panic的参数。
// soleTitle returns the text of the first non-empty title element
// in doc, and an error if there was not exactly one.
func soleTitle(doc *html.Node) (title string, err error) {
type bailout struct{}
defer func() {
switch p := recover(); p {
case nil: // no panic
case bailout{}: // "expected" panic
err = fmt.Errorf("multiple title elements")
default:
panic(p) // unexpected panic; carry on panicking
}
}()
// Bail out of recursion if we find more than one nonempty title.
forEachNode(doc, func(n *html.Node) {
if n.Type == html.ElementNode && n.Data == "title" &&
n.FirstChild != nil {
if title != "" {
panic(bailout{}) // multiple titleelements
}
title = n.FirstChild.Data
}
}, nil)
if title == "" {
return "", fmt.Errorf("no title element")
}
return title, nil
}
在上例中，deferred函数调用recover，并检查panic value。当panic value是bailout{}类型时，deferred函数生成一个error返回给调用者。当panic value是其他non-nil值时，表示发生了未知的panic异常，deferred函数将调用panic函数并将当前的panic value作为参数传入；此时，等同于recover没有做任何操作。（请注意：在例子中，对可预期的错误采用了panic，这违反了之前的建议，我们在此只是想向读者演示这种机制。）
有些情况下，我们无法恢复。某些致命错误会导致Go在运行时终止程序，如内存不足。
方法
方法声明
在函数声明时，在其名字之前放上一个变量，即是一个方法。这个附加的参数会将该函数附加到这种类型上，即相当于为这种类型定义了一个独占的方法。
下面来写我们第一个方法的例子，这个例子在package geometry下：
package geometry
import "math"
type Point struct{ X, Y float64 }
// traditional function
func Distance(p, q Point) float64 {
return math.Hypot(q.X-p.X, q.Y-p.Y)
}
// same thing, but as a method of the Point type
func (p Point) Distance(q Point) float64 {
return math.Hypot(q.X-p.X, q.Y-p.Y)
}
上面的代码里那个附加的参数p，叫做方法的接收器（receiver），早期的面向对象语言留下的遗产将调用一个方法称为“向一个对象发送消息”。
在Go语言中，我们并不会像其它语言那样用this或者self作为接收器；我们可以任意的选择接收器的名字。由于接收器的名字经常会被使用到，所以保持其在方法间传递时的一致性和简短性是不错的主意。这里的建议是可以使用其类型的第一个字母，比如这里使用了Point的首字母p。
在方法调用过程中，接收器参数一般会在方法名之前出现。这和方法声明是一样的，都是接收器参数在方法名字之前。下面是例子：
p := Point{1, 2}
q := Point{4, 6}
fmt.Println(Distance(p, q)) // "5", function call
fmt.Println(p.Distance(q)) // "5", method call
可以看到，上面的两个函数调用都是Distance，但是却没有发生冲突。第一个Distance的调用实际上用的是包级别的函数geometry.Distance，而第二个则是使用刚刚声明的Point，调用的是Point类下声明的Point.Distance方法。
基于指针对象的方法
当调用一个函数时，会对其每一个参数值进行拷贝，如果一个函数需要更新一个变量，或者函数的其中一个参数实在太大我们希望能够避免进行这种默认的拷贝，这种情况下我们就需要用到指针了。对应到我们这里用来更新接收器的对象的方法，当这个接受者变量本身比较大时，我们就可以用其指针而不是对象来声明方法，如下：
func (p *Point) ScaleBy(factor float64) {
p.X *= factor
p.Y *= factor
}
这个方法的名字是(*Point).ScaleBy。这里的括号是必须的；没有括号的话这个表达式可能会被理解为*(Point.ScaleBy)。
通过嵌入结构体来扩展类型
来看看ColoredPoint这个类型：
import "image/color"
type Point struct{ X, Y float64 }
type ColoredPoint struct {
Point
Color color.RGBA
}
我们完全可以将ColoredPoint定义为一个有三个字段的struct，但是我们却将Point这个类型嵌入到ColoredPoint来提供X和Y这两个字段。像我们在4.4节中看到的那样，内嵌可以使我们在定义ColoredPoint时得到一种句法上的简写形式，并使其包含Point类型所具有的一切字段，然后再定义一些自己的。如果我们想要的话，我们可以直接认为通过嵌入的字段就是ColoredPoint自身的字段，而完全不需要在调用时指出Point，比如下面这样。
var cp ColoredPoint
cp.X = 1
fmt.Println(cp.Point.X) // "1"
cp.Point.Y = 2
fmt.Println(cp.Y) // "2"
对于Point中的方法我们也有类似的用法，我们可以把ColoredPoint类型当作接收器来调用Point里的方法，即使ColoredPoint里没有声明这些方法：
red := color.RGBA{255, 0, 0, 255}
blue := color.RGBA{0, 0, 255, 255}
var p = ColoredPoint{Point{1, 1}, red}
var q = ColoredPoint{Point{5, 4}, blue}
fmt.Println(p.Distance(q.Point)) // "5"
p.ScaleBy(2)
q.ScaleBy(2)
fmt.Println(p.Distance(q.Point)) // "10"
对于Point中的方法我们也有类似的用法，我们可以把ColoredPoint类型当作接收器来调用Point里的方法，即使ColoredPoint里没有声明这些方法：
red := color.RGBA{255, 0, 0, 255}
blue := color.RGBA{0, 0, 255, 255}
var p = ColoredPoint{Point{1, 1}, red}
var q = ColoredPoint{Point{5, 4}, blue}
fmt.Println(p.Distance(q.Point)) // "5"
p.ScaleBy(2)
q.ScaleBy(2)
fmt.Println(p.Distance(q.Point)) // "10"
Point类的方法也被引入了ColoredPoint。用这种方式，内嵌可以使我们定义字段特别多的复杂类型，我们可以将字段先按小类型分组，然后定义小类型的方法，之后再把它们组合起来。
读者如果对基于类来实现面向对象的语言比较熟悉的话，可能会倾向于将Point看作一个基类，而ColoredPoint看作其子类或者继承类，或者将ColoredPoint看作”is a” Point类型。但这是错误的理解。请注意上面例子中对Distance方法的调用。Distance有一个参数是Point类型，但q并不是一个Point类，所以尽管q有着Point这个内嵌类型，我们也必须要显式地选择它。尝试直接传q的话你会看到下面这样的错误：
p.Distance(q) // compile error: cannot use q (ColoredPoint) as Point
一个ColoredPoint并不是一个Point，但他”has a”Point，并且它有从Point类里引入的Distance和ScaleBy方法。如果你喜欢从实现的角度来考虑问题，内嵌字段会指导编译器去生成额外的包装方法来委托已经声明好的方法，和下面的形式是等价的：
func (p ColoredPoint) Distance(q Point) float64 {
return p.Point.Distance(q)
}
func (p *ColoredPoint) ScaleBy(factor float64) {
p.Point.ScaleBy(factor)
}
当Point.Distance被第一个包装方法调用时，它的接收器值是p.Point，而不是p，当然了，在Point类的方法里，你是访问不到ColoredPoint的任何字段的。
在类型中内嵌的匿名字段也可能是一个命名类型的指针，这种情况下字段和方法会被间接地引入到当前的类型中（访问需要通过该指针指向的对象去取）。添加这一层间接关系让我们可以共享通用的结构并动态地改变对象之间的关系。下面这个ColoredPoint的声明内嵌了一个*Point的指针。
type ColoredPoint struct {
*Point
Color color.RGBA
}
p := ColoredPoint{&Point{1, 1}, red}
q := ColoredPoint{&Point{5, 4}, blue}
fmt.Println(p.Distance(*q.Point)) // "5"
q.Point = p.Point // p and q now share the same Point
p.ScaleBy(2)
fmt.Println(*p.Point, *q.Point) // "{2 2} {2 2}"
一个struct类型也可能会有多个匿名字段。我们将ColoredPoint定义为下面这样：
type ColoredPoint struct {
Point
color.RGBA
}
然后这种类型的值便会拥有Point和RGBA类型的所有方法，以及直接定义在ColoredPoint中的方法。
当编译器解析一个选择器到方法时，比如p.ScaleBy，它会首先去找直接定义在这个类型里的ScaleBy方法，然后找被ColoredPoint的内嵌字段们引入的方法，然后去找Point和RGBA的内嵌字段引入的方法，然后一直递归向下找。如果选择器有二义性的话编译器会报错，比如你在同一级里有两个同名的方法。
方法只能在命名类型（像Point）或者指向类型的指针上定义，但是多亏了内嵌，有些时候我们给匿名struct类型来定义方法也有了手段。
下面是一个小trick。这个例子展示了简单的cache，其使用两个包级别的变量来实现，一个mutex互斥锁（§9.2）和它所操作的cache：
var (
mu sync.Mutex // guards mapping
mapping = make(map[string]string)
)
func Lookup(key string) string {
mu.Lock()
v := mapping[key]
mu.Unlock()
return v
}
下面这个版本在功能上是一致的，但将两个包级别的变量放在了cache这个struct一组内：
var cache = struct {
sync.Mutex
mapping map[string]string
}{
mapping: make(map[string]string),
}
func Lookup(key string) string {
cache.Lock()
v := cache.mapping[key]
cache.Unlock()
return v
}
我们给新的变量起了一个更具表达性的名字：cache。因为sync.Mutex字段也被嵌入到了这个struct里，其Lock和Unlock方法也就都被引入到了这个匿名结构中了，这让我们能够以一个简单明了的语法来对其进行加锁解锁操作。
方法值和方法表达式
我们经常选择一个方法，并且在同一个表达式里执行，比如常见的p.Distance()形式，实际上将其分成两步来执行也是可能的。p.Distance叫作“选择器”，选择器会返回一个方法“值”->一个将方法（Point.Distance）绑定到特定接收器变量的函数。这个函数可以不通过指定其接收器即可被调用；即调用时不需要指定接收器（因为已经在前文中指定过了），只要传入函数的参数即可：
p := Point{1, 2}
q := Point{4, 6}
distanceFromP := p.Distance // method value
fmt.Println(distanceFromP(q)) // "5"
var origin Point // {0, 0}
fmt.Println(distanceFromP(origin)) // "2.23606797749979", sqrt(5)
scaleP := p.ScaleBy // method value
scaleP(2) // p becomes (2, 4)
scaleP(3) // then (6, 12)
scaleP(10) // then (60, 120)
在一个包的API需要一个函数值、且调用方希望操作的是某一个绑定了对象的方法的话，方法“值”会非常实用。举例来说，下面例子中的time.AfterFunc这个函数的功能是在指定的延迟时间之后来执行一个函数。且这个函数操作的是一个Rocket对象r
type Rocket struct { /* ... */ }
func (r *Rocket) Launch() { /* ... */ }
r := new(Rocket)
time.AfterFunc(10 * time.Second, func() { r.Launch() })
直接用方法“值”传入AfterFunc的话可以更为简短：
time.AfterFunc(10 * time.Second, r.Launch)
当调用一个方法时，与调用一个普通的函数相比，我们必须要用选择器（p.Distance）语法来指定方法的接收器。
当T是一个类型时，方法表达式可能会写作T.f或者(*T).f，会返回一个函数“值”，这种函数会将其第一个参数用作接收器，所以可以用通常（不写选择器）的方式来对其进行调用：
p := Point{1, 2}
q := Point{4, 6}
distance := Point.Distance // method expression
fmt.Println(distance(p, q)) // "5"
fmt.Printf("%T\n", distance) // "func(Point, Point) float64"
scale := (*Point).ScaleBy
scale(&p, 2)
fmt.Println(p) // "{2 4}"
fmt.Printf("%T\n", scale) // "func(*Point, float64)"
// 这个Distance实际上是指定了Point对象为接收器的一个方法func (p Point) Distance()，
// 但通过Point.Distance得到的函数需要比实际的Distance方法多一个参数，
// 即其需要用第一个额外参数指定接收器，后面排列Distance方法的参数。
// 看起来本书中函数和方法的区别是指有没有接收器，而不像其他语言那样是指有没有返回值。
当你根据一个变量来决定调用同一个类型的哪个函数时，方法表达式就显得很有用了。你可以根据选择来调用接收器各不相同的方法。下面的例子，变量op代表Point类型的addition或者subtraction方法，Path.TranslateBy方法会为其Path数组中的每一个Point来调用对应的方法：
type Point struct{ X, Y float64 }
func (p Point) Add(q Point) Point { return Point{p.X + q.X, p.Y + q.Y} }
func (p Point) Sub(q Point) Point { return Point{p.X - q.X, p.Y - q.Y} }
type Path []Point
func (path Path) TranslateBy(offset Point, add bool) {
var op func(p, q Point) Point
if add {
op = Point.Add
} else {
op = Point.Sub
}
for i := range path {
// Call either path[i].Add(offset) or path[i].Sub(offset).
path[i] = op(path[i], offset)
}
}
Bit数组
Go语言里的集合一般会用map[T]bool这种形式来表示，T代表元素类型。
集合用map类型来表示虽然非常灵活，但我们可以以一种更好的形式来表示它。例如在数据流分析领域，集合元素通常是一个非负整数，集合会包含很多元素，并且集合会经常进行并集、交集操作，这种情况下，bit数组会比map表现更加理想。
比如我们执行一个http下载任务，把文件按照16kb一块划分为很多块，需要有一个全局变量来标识哪些块下载完成了，这种时候也需要用到bit数组
一个bit数组通常会用一个无符号数或者称之为“字”的slice来表示，每一个元素的每一位都表示集合里的一个值。当集合的第i位被设置时，我们才说这个集合包含元素i。下面的这个程序展示了一个简单的bit数组类型，并且实现了三个函数来对这个bit数组来进行操作：
// An IntSet is a set of small non-negative integers.
// Its zero value represents the empty set.
type IntSet struct {
words []uint64
}
// Has reports whether the set contains the non-negative value x.
func (s *IntSet) Has(x int) bool {
word, bit := x/64, uint(x%64)
return word < len(s.words) && s.words[word]&(1<<bit) != 0
}
// Add adds the non-negative value x to the set.
func (s *IntSet) Add(x int) {
word, bit := x/64, uint(x%64)
for word >= len(s.words) {
s.words = append(s.words, 0)
}
s.words[word] |= 1 << bit
}
// UnionWith sets s to the union of s and t.
func (s *IntSet) UnionWith(t *IntSet) {
for i, tword := range t.words {
if i < len(s.words) {
s.words[i] |= tword
} else {
s.words = append(s.words, tword)
}
}
}
| 因为每一个字都有64个二进制位，所以为了定位x的bit位，我们用了x/64的商作为字的下标，并且用x%64得到的值作为这个字内的bit的所在位置。UnionWith这个方法里用到了bit位的“或”逻辑操作符号 | 来一次完成64个元素的或计算。 |
当前这个实现还缺少了很多必要的特性，我们把其中一些作为练习题列在本小节之后。但是有一个方法如果缺失的话我们的bit数组可能会比较难混：将IntSet作为一个字符串来打印。这里我们来实现它，让我们来给上面的例子添加一个String方法，类似2.5节中做的那样：
// String returns the set as a string of the form "{1 2 3}".
func (s *IntSet) String() string {
var buf bytes.Buffer
buf.WriteByte('{')
for i, word := range s.words {
if word == 0 {
continue
}
for j := 0; j < 64; j++ {
if word&(1<<uint(j)) != 0 {
if buf.Len() > len("{") {
buf.WriteByte(' ')
}
fmt.Fprintf(&buf, "%d", 64*i+j)
}
}
}
buf.WriteByte('}')
return buf.String()
}
这里留意一下String方法，是不是和3.5.4节中的intsToString方法很相似；bytes.Buffer在String方法里经常这么用。当你为一个复杂的类型定义了一个String方法时，fmt包就会特殊对待这种类型的值，这样可以让这些类型在打印的时候看起来更加友好，而不是直接打印其原始的值。fmt会直接调用用户定义的String方法。这种机制依赖于接口和类型断言，在第7章中我们会详细介绍。
现在我们就可以在实战中直接用上面定义好的IntSet了：
var x, y IntSet
x.Add(1)
x.Add(144)
x.Add(9)
fmt.Println(x.String()) // "{1 9 144}"
y.Add(9)
y.Add(42)
fmt.Println(y.String()) // "{9 42}"
x.UnionWith(&y)
fmt.Println(x.String()) // "{1 9 42 144}"
fmt.Println(x.Has(9), x.Has(123)) // "true false"
这里要注意：我们声明的String和Has两个方法都是以指针类型*IntSet来作为接收器的，但实际上对于这两个类型来说，把接收器声明为指针类型也没什么必要。不过另外两个函数就不是这样了，因为另外两个函数操作的是s.words对象，如果你不把接收器声明为指针对象，那么实际操作的是拷贝对象，而不是原来的那个对象。因此，因为我们的String方法定义在IntSet指针上，所以当我们的变量是IntSet类型而不是IntSet指针时，可能会有下面这样让人意外的情况：
fmt.Println(&x) // "{1 9 42 144}"
fmt.Println(x.String()) // "{1 9 42 144}"
fmt.Println(x) // "{[4398046511618 0 65536]}"
在第一个Println中，我们打印一个*IntSet的指针，这个类型的指针确实有自定义的String方法。第二Println，我们直接调用了x变量的String()方法；这种情况下编译器会隐式地在x前插入&操作符，这样相当于我们还是调用的IntSet指针的String方法。在第三个Println中，因为IntSet类型没有String方法，所以Println方法会直接以原始的方式理解并打印。所以在这种情况下&符号是不能忘的。在我们这种场景下，你把String方法绑定到IntSet对象上，而不是IntSet指针上可能会更合适一些，不过这也需要具体问题具体分析。
封装
一个对象的变量或者方法如果对调用方是不可见的话，一般就被定义为“封装”。封装有时候也被叫做信息隐藏，同时也是面向对象编程最关键的一个方面。
Go语言只有一种控制可见性的手段：大写首字母的标识符会从定义它们的包中被导出，小写字母的则不会。这种限制包内成员的方式同样适用于struct或者一个类型的方法。因而如果我们想要封装一个对象，我们必须将其定义为一个struct。
这也就是前面的小节中IntSet被定义为struct类型的原因，尽管它只有一个字段：
type IntSet struct {
words []uint64
}
当然，我们也可以把IntSet定义为一个slice类型，但这样我们就需要把代码中所有方法里用到的s.words用*s替换掉了：
type IntSet []uint64
尽管这个版本的IntSet在本质上是一样的，但它也允许其它包中可以直接读取并编辑这个slice。换句话说，相对于*s这个表达式会出现在所有的包中，s.words只需要在定义IntSet的包中出现
这种基于名字的手段使得在语言中最小的封装单元是package，而不是像其它语言一样的类型。一个struct类型的字段对同一个包的所有代码都有可见性，无论你的代码是写在一个函数还是一个方法里。
hugsun
资深宠物饲养员 / 空调滤网清洁员 / 客厅厕所保洁员 / 外卖预备役成员 / 滴滴出行驾驶员（未通过考试版）/ B站大会员 / 王牌划水员