Go语言学习记录(四)

1.Go 语言类型转换

类型转换用于将一种数据类型的变量转换为另外一种类型的变量。Go 语言类型转换基本格式如下:

type_name(expression)

type_name 为类型,expression 为表达式。

以下实例中将整型转化为浮点型,并计算结果,将结果赋值给浮点型变量:

package main

import "fmt"

func main() {
   var sum int = 17
   var count int = 5
   var mean float32
   
   mean = float32(sum)/float32(count)
   fmt.Printf("mean 的值为: %f\n",mean)
}

以上实例执行输出结果为:

mean 的值为: 3.400000

Go语言类型转换方法近似于C++的强制类型转换。

2.Go 语言接口

Go 语言提供了另外一种数据类型即接口,它把所有的具有共性的方法定义在一起,任何其他类型只要实现了这些方法就是实现了这个接口。

这里补充一下方法的知识

Go 语言中同时有函数和方法。一个方法就是一个包含了接受者的函数,接受者可以是命名类型或者结构体类型的一个值或者是一个指针。所有给定类型的方法属于该类型的方法集。语法格式如下:

func (variable_name variable_data_type) function_name() [return_type]{
   /* 函数体*/
}

下面定义一个结构体类型和该类型的一个方法:

package main

import (
   "fmt"  
)

/* 定义结构体 */
type Circle struct {
  radius float64
}

func main() {
  var c1 Circle
  c1.radius = 10.00
  fmt.Println("圆的面积 = ", c1.getArea())
}

//该 method 属于 Circle 类型对象中的方法
func (c Circle) getArea() float64 {
  //c.radius 即为 Circle 类型对象中的属性
  return 3.14 * c.radius * c.radius
}

以上代码执行结果为:

圆的面积 =  314

Go语言里方法和函数其实差不多,我理解的就是面向对象和面向过程的区别,方法就是面向对象的函数,而面向过程的函数不应该被称为方法,C++也是这样,既然Go语言同时有函数和方法两个概念说明这个语言既面向对象又面向过程。

接口使用格式:

/* 定义接口 */
type interface_name interface {
   method_name1 [return_type]
   method_name2 [return_type]
   method_name3 [return_type]
   ...
   method_namen [return_type]
}

/* 定义结构体 */
type struct_name struct {
   /* variables */
}

/* 实现接口方法 */
func (struct_name_variable struct_name) method_name1() [return_type] {
   /* 方法实现 */
}
...
func (struct_name_variable struct_name) method_namen() [return_type] {
   /* 方法实现*/
}

实例

package main

import (
    "fmt"
)

type Phone interface {
    call()
}

type NokiaPhone struct {
}

func (nokiaPhone NokiaPhone) call() {
    fmt.Println("I am Nokia, I can call you!")
}

type IPhone struct {
}

func (iPhone IPhone) call() {
    fmt.Println("I am iPhone, I can call you!")
}

func main() {
    var phone Phone

    phone = new(NokiaPhone)
    phone.call()

    phone = new(IPhone)
    phone.call()

}

接口就是多个共性方法的定义封装在一起形成的数据类型,至于接口的实现需要根据实例化对象来编写。

3.Go 错误处理

Go 语言通过内置的错误接口提供了非常简单的错误处理机制。

error类型是一个接口类型,这是它的定义:

type error interface {
    Error() string
}

我们可以在编码中通过实现 error 接口类型来生成错误信息。

函数通常在最后的返回值中返回错误信息。使用errors.New 可返回一个错误信息:

func Sqrt(f float64) (float64, error) {
    if f < 0 {
        return 0, errors.New("math: square root of negative number")
    }
    // 实现
}

在下面的例子中,我们在调用Sqrt的时候传递的一个负数,然后就得到了non-nil的error对象,将此对象与nil比较,结果为true,所以fmt.Println(fmt包在处理error时会调用Error方法)被调用,以输出错误,请看下面调用的示例代码:

result, err:= Sqrt(-1)

if err != nil {
   fmt.Println(err)
}

示例:

package main

import (
    "fmt"
)

// 定义一个 DivideError 结构
type DivideError struct {
    dividee int
    divider int
}

// 实现 `error` 接口
func (de *DivideError) Error() string {
    strFormat := `
    Cannot proceed, the divider is zero.
    dividee: %d
    divider: 0
`
    return fmt.Sprintf(strFormat, de.dividee)
}

// 定义 `int` 类型除法运算的函数
func Divide(varDividee int, varDivider int) (result int, errorMsg string) {
    if varDivider == 0 {
            dData := DivideError{
                    dividee: varDividee,
                    divider: varDivider,
            }
            errorMsg = dData.Error()
            return
    } else {
            return varDividee / varDivider, ""
    }

}

func main() {

    // 正常情况
    if result, errorMsg := Divide(100, 10); errorMsg == "" {
            fmt.Println("100/10 = ", result)
    }
    // 当除数为零的时候会返回错误信息
    if _, errorMsg := Divide(100, 0); errorMsg != "" {
            fmt.Println("errorMsg is: ", errorMsg)
    }

}

执行以上程序,输出结果为:

100/10 =  10
errorMsg is:  
    Cannot proceed, the divider is zero.
    dividee: 100
    divider: 0

Go语言内置了错误接口,实际使用时实现一下error类型就可以使用了。

4.Go 并发

Go 语言支持并发,我们只需要通过 go 关键字来开启 goroutine 即可。

goroutine 是轻量级线程,goroutine 的调度是由 Golang 运行时进行管理的。

goroutine 语法格式:

go 函数名( 参数列表 )

例如:

go f(x, y, z)

开启一个新的 goroutine:

f(x, y, z)

Go 允许使用 go 语句开启一个新的运行期线程, 即 goroutine,以一个不同的、新创建的 goroutine 来执行一个函数。 同一个程序中的所有 goroutine 共享同一个地址空间。

package main

import (
        "fmt"
        "time"
)

func say(s string) {
        for i := 0; i < 5; i++ {
                time.Sleep(100 * time.Millisecond)
                fmt.Println(s)
        }
}

func main() {
        go say("world")
        say("hello")
}

执行以上代码,你会看到输出的 hello 和 world 是没有固定先后顺序。因为它们是两个 goroutine 在执行:

world
hello
hello
world
world
hello
hello
world
world
hello

通道(channel)

通道(channel)是用来传递数据的一个数据结构。

通道可用于两个 goroutine 之间通过传递一个指定类型的值来同步运行和通讯。操作符 <- 用于指定通道的方向,发送或接收。如果未指定方向,则为双向通道。

ch <- v    // 把 v 发送到通道 ch
v := <-ch  // 从 ch 接收数据
           // 并把值赋给 v

声明一个通道很简单,我们使用chan关键字即可,通道在使用前必须先创建:

ch := make(chan int)

注意:默认情况下,通道是不带缓冲区的。发送端发送数据,同时必须有接收端相应的接收数据。

以下实例通过两个 goroutine 来计算数字之和,在 goroutine 完成计算后,它会计算两个结果的和:

package main

import "fmt"

func sum(s []int, c chan int) {
        sum := 0
        for _, v := range s {
                sum += v
        }
        c <- sum // 把 sum 发送到通道 c
}

func main() {
        s := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

        c := make(chan int)
        go sum(s[:len(s)/2], c)
        go sum(s[len(s)/2:], c)
        x, y := <-c, <-c // 从通道 c 中接收

        fmt.Println(x, y, x+y)
}

输出结果为:

-5 17 12

通道缓冲区

通道可以设置缓冲区,通过 make 的第二个参数指定缓冲区大小:

ch := make(chan int, 100)

带缓冲区的通道允许发送端的数据发送和接收端的数据获取处于异步状态,就是说发送端发送的数据可以放在缓冲区里面,可以等待接收端去获取数据,而不是立刻需要接收端去获取数据。

不过由于缓冲区的大小是有限的,所以还是必须有接收端来接收数据的,否则缓冲区一满,数据发送端就无法再发送数据了。

注意:如果通道不带缓冲,发送方会阻塞直到接收方从通道中接收了值。如果通道带缓冲,发送方则会阻塞直到发送的值被拷贝到缓冲区内;如果缓冲区已满,则意味着需要等待直到某个接收方获取到一个值。接收方在有值可以接收之前会一直阻塞。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 这里我们定义了一个可以存储整数类型的带缓冲通道
        // 缓冲区大小为2
        ch := make(chan int, 2)

        // 因为 ch 是带缓冲的通道,我们可以同时发送两个数据
        // 而不用立刻需要去同步读取数据
        ch <- 1
        ch <- 2

        // 获取这两个数据
        fmt.Println(<-ch)
        fmt.Println(<-ch)
}

执行输出结果为:

1
2

Go 遍历通道与关闭通道

Go 通过 range 关键字来实现遍历读取到的数据,类似于与数组或切片。格式如下:

v, ok := <-ch

如果通道接收不到数据后 ok 就为 false,这时通道就可以使用 close() 函数来关闭。

package main

import (
        "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
        x, y := 0, 1
        for i := 0; i < n; i++ {
                c <- x
                x, y = y, x+y
        }
        close(c)
}

func main() {
        c := make(chan int, 10)
        go fibonacci(cap(c), c)
        // range 函数遍历每个从通道接收到的数据,因为 c 在发送完 10 个
        // 数据之后就关闭了通道,所以这里我们 range 函数在接收到 10 个数据
        // 之后就结束了。如果上面的 c 通道不关闭,那么 range 函数就不
        // 会结束,从而在接收第 11 个数据的时候就阻塞了。
        for i := range c {
                fmt.Println(i)
        }
}

执行输出结果为:

0
1
1
2
3
5
8
13
21
34

Go语言并发通过channel来实现,操作相对于C++的thread来说更加方便,range可以遍历channel的元素,但是特别要注意range遍历在channel未关闭的情况下是不会停止的。

5.总结

Go语言的类型转换和C++的强制类型转换大同小异;接口也与一般面向对象编程语言差不多;错误处理需要实现内置的error接口,也比较简单;并发通过特有的数据类型channel以及goroutine实现,看起来还是很方便的。

学到这里基本结束了Go语言的学习内容,在之后实际编程过程中有新的发现我会继续补充~

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