go语言函数

桃扇骨 2023-02-14 07:55 54阅读 0赞

函数是组织好的、可重复使用的、用于执行指定任务的代码块。本文介绍了Go语言中函数的相关内容。

# 函数 #

Go语言中支持函数、匿名函数和闭包，并且函数在Go语言中属于“一等公民”。函数内部没有办法声明带名字的函数。里面可以声明匿名函数

## 函数定义 ##

Go语言中定义函数使用`func`关键字，具体格式如下：

func 函数名(参数)(返回值){ 
        函数体
    }

其中：

*  函数名：由字母、数字、下划线组成。但函数名的第一个字母不能是数字。在同一个包内，函数名也称不能重名（包的概念详见后文）。
 *  参数：参数由参数变量和参数变量的类型组成，多个参数之间使用`,`分隔。
 *  返回值：返回值由返回值变量和其变量类型组成，也可以只写返回值的类型，多个返回值必须用`()`包裹，并用`,`分隔。
 *  函数体：实现指定功能的代码块。

我们先来定义一个求两个数之和的函数：

func intSum(x int, y int) int { 
    	return x + y
    }

函数的参数和返回值都是可选的，例如我们可以实现一个既不需要参数也没有返回值的函数：

func sayHello() { 
    	fmt.Println("Hello 沙河")
    }

## 函数的调用 ##

定义了函数之后，我们可以通过`函数名()`的方式调用函数。 例如我们调用上面定义的两个函数，代码如下：

func main() { 
    	sayHello()
    	ret := intSum(10, 20)
    	fmt.Println(ret)
    }

注意，调用有返回值的函数时，可以不接收其返回值。

## 参数 ##

### 类型简写 ###

函数的参数中如果相邻变量的类型相同，则可以省略类型，例如：

func intSum(x, y int) int {   // 当参数中的连续多个参数的类型一致是，我们可以将非最后一个参数类型省略
    	return x + y
    }

上面的代码中，`intSum`函数有两个参数，这两个参数的类型均为`int`，因此可以省略`x`的类型，因为`y`后面有类型说明，`x`参数也是该类型。（Go语言中的函数传递的都是值，即传递的都是copy的内容）

### 可变参数 ###

可变参数是指函数的参数数量不固定。Go语言中的可变参数通过在参数名后加`...`来标识。

注意：可变参数通常要作为函数的最后一个参数。

Go语言中函数没有默认参数这个概念

举个例子：

func intSum2(x ...int) int { 
    	fmt.Println(x) //x是一个切片
    	sum := 0
    	for _, v := range x { 
    		sum = sum + v
    	}
    	return sum
    }

调用上面的函数：

ret1 := intSum2()
    ret2 := intSum2(10)
    ret3 := intSum2(10, 20)
    ret4 := intSum2(10, 20, 30)
    fmt.Println(ret1, ret2, ret3, ret4) //0 10 30 60

固定参数搭配可变参数使用时，可变参数要放在固定参数的后面，示例代码如下：

func intSum3(x int, y ...int) int { 
    	fmt.Println(x, y)
    	sum := x
    	for _, v := range y { 
    		sum = sum + v
    	}
    	return sum
    }

调用上述函数：

ret5 := intSum3(100)
    ret6 := intSum3(100, 10)
    ret7 := intSum3(100, 10, 20)
    ret8 := intSum3(100, 10, 20, 30)
    fmt.Println(ret5, ret6, ret7, ret8) //100 110 130 160

本质上，函数的可变参数是通过切片来实现的。

## 返回值 ##

Go语言中通过`return`关键字向外输出返回值。

### 多返回值 ###

Go语言中函数支持多返回值，函数如果有多个返回值时必须用`()`将所有返回值包裹起来。

举个例子：

func calc(x, y int) (int, int) { 
    	sum := x + y
    	sub := x - y
    	return sum, sub
    }

### 返回值命名 ###

函数定义时可以给返回值命名，并在函数体中直接使用这些变量，最后通过`return`关键字返回。（返回值可以命名也可以不命名）

例如：

func calc(x, y int) (sum, sub int) {   
    	sum = x + y
    	sub = x - y
    	return
    }

### 返回值补充 ###

当我们的一个函数返回值类型为slice时，nil可以看做是一个有效的slice，没必要显示返回一个长度为0的切片。

func someFunc(x string) []int { 
    	if x == "" { 
    		return nil // 没必要返回[]int{}
    	}
    	...
    }

# 函数进阶 #

## 变量作用域 ##

### 全局变量 ###

全局变量是定义在函数外部的变量，它在程序整个运行周期内都有效。 在函数中可以访问到全局变量。

函数中查找变量的顺序：

1.现在函数内部查找

2.找不到就往函数的外面查找，一直找到全局

package main
    
    import "fmt"
    
    //定义全局变量num
    var num int64 = 10
    
    func testGlobalVar() { 
    	fmt.Printf("num=%d\n", num) //函数中可以访问全局变量num
    }
    func main() { 
    	testGlobalVar() //num=10
    }

### 局部变量 ###

局部变量又分为两种： 函数内定义的变量无法在该函数外使用，例如下面的示例代码main函数中无法使用testLocalVar函数中定义的变量x：

func testLocalVar() { 
    	//定义一个函数局部变量x,仅在该函数内生效
    	var x int64 = 100
    	fmt.Printf("x=%d\n", x)
    }
    
    func main() { 
    	testLocalVar()
    	fmt.Println(x) // 此时无法使用变量x
    }

如果局部变量和全局变量重名，优先访问局部变量。

package main
    
    import "fmt"
    
    //定义全局变量num
    var num int64 = 10
    
    func testNum() { 
    	num := 100
    	fmt.Printf("num=%d\n", num) // 函数中优先使用局部变量
    }
    func main() { 
    	testNum() // num=100
    }

接下来我们来看一下语句块定义的变量，通常我们会在if条件判断、for循环、switch语句上使用这种定义变量的方式。

func testLocalVar2(x, y int) { 
    	fmt.Println(x, y) //函数的参数也是只在本函数中生效
    	if x > 0 { 
    		z := 100 //变量z只在if语句块生效
    		fmt.Println(z)
    	}
    	//fmt.Println(z)//此处无法使用变量z
    }

还有我们之前讲过的for循环语句中定义的变量，也是只在for语句块中生效：

func testLocalVar3() { 
    	for i := 0; i < 10; i++ { 
    		fmt.Println(i) //变量i只在当前for语句块中生效
    	}
    	//fmt.Println(i) //此处无法使用变量i
    }

## 函数类型与变量 ##

### 定义函数类型 ###

我们可以使用`type`关键字来定义一个函数类型，具体格式如下：

type calculation func(int, int) int

上面语句定义了一个`calculation`类型，它是一种函数类型，这种函数接收两个int类型的参数并且返回一个int类型的返回值。

简单来说，凡是满足这个条件的函数都是calculation类型的函数，例如下面的add和sub是calculation类型。

func add(x, y int) int { 
    	return x + y
    }
    
    func sub(x, y int) int { 
    	return x - y
    }

add和sub都能赋值给calculation类型的变量。

var c calculation
    c = add

### 函数类型变量 ###

我们可以声明函数类型的变量并且为该变量赋值：

func main() { 
    	var c calculation               // 声明一个calculation类型的变量c
    	c = add                         // 把add赋值给c
    	fmt.Printf("type of c:%T\n", c) // type of c:main.calculation
    	fmt.Println(c(1, 2))            // 像调用add一样调用c
    
    	f := add                        // 将函数add赋值给变量f1
    	fmt.Printf("type of f:%T\n", f) // type of f:func(int, int) int
    	fmt.Println(f(10, 20))          // 像调用add一样调用f
    }

## 高阶函数 ##

高阶函数分为函数作为参数和函数作为返回值两部分。

### 函数作为参数 ###

函数可以作为参数：

func add(x, y int) int { 
    	return x + y
    }
    func calc(x, y int, op func(int, int) int) int { 
    	return op(x, y)
    }
    func main() { 
    	ret2 := calc(10, 20, add)
    	fmt.Println(ret2) //30
    }

### 函数作为返回值 ###

函数也可以作为返回值：

func do(s string) (func(int, int) int, error) { 
    	switch s { 
    	case "+":
    		return add, nil
    	case "-":
    		return sub, nil
    	default:
    		err := errors.New("无法识别的操作符")
    		return nil, err
    	}
    }

## 匿名函数和闭包 ##

### 匿名函数 ###

函数当然还可以作为返回值，但是在Go语言中函数内部不能再像之前那样定义函数了，只能定义匿名函数。匿名函数就是没有函数名的函数，匿名函数的定义格式如下：

func(参数)(返回值){ 
        函数体
    }

匿名函数因为没有函数名，所以没办法像普通函数那样调用，所以匿名函数需要保存到某个变量或者作为立即执行函数:

func main() { 
    	// 将匿名函数保存到变量
    	add := func(x, y int) { 
    		fmt.Println(x + y)
    	}
    	add(10, 20) // 通过变量调用匿名函数
    
    	//自执行函数：匿名函数定义完加()直接执行
    	func(x, y int) { 
    		fmt.Println(x + y)
    	}(10, 20)
    }

匿名函数多用于实现回调函数和闭包。

### 闭包 ###

闭包指的是一个函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。简单来说，`闭包=函数+引用环境`。 首先我们来看一个例子：

闭包是一个函数，这个函数包含了它外部作用域的一个变量。

底层原理：

函数可以作为返回值

函数内部查找变量的顺序，先在自己内部找，找不到往外层找

func adder() func(int) int { 
    	var x int
    	return func(y int) int { 
    		x += y
    		return x
    	}
    }
    func main() { 
    	var f = adder()
    	fmt.Println(f(10)) //10
    	fmt.Println(f(20)) //30
    	fmt.Println(f(30)) //60
    
    	f1 := adder()
    	fmt.Println(f1(40)) //40
    	fmt.Println(f1(50)) //90
    }

变量`f`是一个函数并且它引用了其外部作用域中的`x`变量，此时`f`就是一个闭包。 在`f`的生命周期内，变量`x`也一直有效。 闭包进阶示例1：

func adder2(x int) func(int) int { 
    	return func(y int) int { 
    		x += y
    		return x
    	}
    }
    func main() { 
    	var f = adder2(10)
    	fmt.Println(f(10)) //20
    	fmt.Println(f(20)) //40
    	fmt.Println(f(30)) //70
    
    	f1 := adder2(20)
    	fmt.Println(f1(40)) //60
    	fmt.Println(f1(50)) //110
    }

闭包进阶示例2：

func makeSuffixFunc(suffix string) func(string) string { 
    	return func(name string) string { 
    		if !strings.HasSuffix(name, suffix) { 
    			return name + suffix
    		}
    		return name
    	}
    }
    
    func main() { 
    	jpgFunc := makeSuffixFunc(".jpg")
    	txtFunc := makeSuffixFunc(".txt")
    	fmt.Println(jpgFunc("test")) //test.jpg
    	fmt.Println(txtFunc("test")) //test.txt
    }

闭包进阶示例3：

func calc(base int) (func(int) int, func(int) int) { 
    	add := func(i int) int { 
    		base += i
    		return base
    	}
    
    	sub := func(i int) int { 
    		base -= i
    		return base
    	}
    	return add, sub
    }
    
    func main() { 
    	f1, f2 := calc(10)
    	fmt.Println(f1(1), f2(2)) //11 9
    	fmt.Println(f1(3), f2(4)) //12 8
    	fmt.Println(f1(5), f2(6)) //13 7
    }

闭包其实并不复杂，只要牢记`闭包=函数+引用环境`。

## defer语句 ##

Go语言中的`defer`语句会将其后面跟随的语句进行延迟处理。在`defer`归属的函数即将返回时，将延迟处理的语句按`defer`定义的逆序进行执行，也就是说，**先被`defer`的语句最后被执行，最后被`defer`的语句，最先被执行**。

举个例子：

func main() { 
    	fmt.Println("start")
    	defer fmt.Println(1)
    	defer fmt.Println(2)
    	defer fmt.Println(3)
    	fmt.Println("end")
    }

输出结果：

start
    end
    3
    2
    1

由于`defer`语句延迟调用的特性，所以`defer`语句能非常方便的处理资源释放问题。比如：资源清理、文件关闭、解锁及记录时间等。

### defer执行时机 ###

在Go语言的函数中`return`语句在底层并不是原子操作，它分为给返回值赋值和RET指令两步。而`defer`语句执行的时机就在返回值赋值操作后，RET指令执行前。具体如下图所示：![defer执行时机][defer]

### defer经典案例 ###

阅读下面的代码，写出最后的打印结果。

func f1() int { 
    	x := 5
    	defer func() { 
    		x++  // 修改的是x不是返回值
    	}()
    	return x  // 1.返回值赋值 2.defer 3.真正的RET指令
    }
    
    func f2() (x int) { 
    	defer func() { 
    		x++
    	}()
    	return 5  // 1.返回值=x=5 2.defer-->x=6 3.真正的RET指令
    }
    
    func f3() (y int) { 
    	x := 5
    	defer func() { 
    		x++
    	}()
    	return x  // 返回值=y=x=5 2.defer修改的是x
    }
    func f4() (x int) { 
    	defer func(x int) {   // 改变的是函数中的副本
    		x++
    	}(x)
    	return 5
    }
    
    
    func main() { 
    	fmt.Println(f1())  // 5
    	fmt.Println(f2())  // 6
    	fmt.Println(f3())  // 5
    	fmt.Println(f4())  // 5
    }

### defer面试题 ###

func calc(index string, a, b int) int { 
    	ret := a + b
    	fmt.Println(index, a, b, ret)
    	return ret
    }
    
    func main() { 
    	x := 1
    	y := 2
    	defer calc("AA", x, calc("A", x, y))
    	x = 10
    	defer calc("BB", x, calc("B", x, y))
    	y = 20
    }
    
    // 1.x := 1
    // 2.y := 2
    // 3.defer calc("AA", 1, calc("A", 1, 2))
    // 4.calc("A", 1, 2) // "A" 1, 2, 3
    // 5.x := 10
    // 6.defer calc("BB", 10, calc("B", 10, 2))
    // 7.calc("B", 10, 2) // "B" 10 2 12
    // 8.calc("BB", 10, 12) // "BB" 10 12 22
    // 9.calc("AA", 1, 3) // "AA" 1 3 4

问，上面代码的输出结果是？（提示：defer注册要延迟执行的函数时该函数所有的参数都需要确定其值）

# 内置函数介绍 #

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="center">内置函数</th> 
   <th align="center">介绍</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="center">close</td> 
   <td align="center">主要用来关闭channel</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">len</td> 
   <td align="center">用来求长度，比如string、array、slice、map、channel</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">new</td> 
   <td align="center">用来分配内存，<strong>主要用来分配值类型</strong>，比如int、struct。返回的是指针</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">make</td> 
   <td align="center">用来分配内存，主要用来分配引用类型，比如chan、map、slice</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">append</td> 
   <td align="center">用来追加元素到数组、slice中</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="center">panic和recover</td> 
   <td align="center">用来做错误处理</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### panic/recover ###

Go语言中目前（Go1.12）是没有异常机制，但是使用`panic/recover`模式来处理错误。 `panic`可以在任何地方引发，但`recover`只有在`defer`调用的函数中有效。 首先来看一个例子：

func funcA() { 
    	fmt.Println("func A")
    }
    
    func funcB() { 
    	panic("panic in B")  // 程序崩溃退出
    }
    
    func funcC() { 
    	fmt.Println("func C")
    }
    func main() { 
    	funcA()
    	funcB()
    	funcC()
    }

输出：

func A
    panic: panic in B
    
    goroutine 1 [running]:
    main.funcB(...)
            .../code/func/main.go:12
    main.main()
            .../code/func/main.go:20 +0x98

程序运行期间`funcB`中引发了`panic`导致程序崩溃，异常退出了。这个时候我们就可以通过`recover`将程序恢复回来，继续往后执行。

func funcA() { 
    	fmt.Println("func A")
    }
    
    func funcB() { 
    	defer func() { 
    		err := recover()
    		//如果程序出出现了panic错误,可以通过recover恢复过来
    		if err != nil { 
    			fmt.Println("recover in B")
    		}
    	}()
    	panic("panic in B")
    }
    
    func funcC() { 
    	fmt.Println("func C")
    }
    func main() { 
    	funcA()
    	funcB()
    	funcC()
    }

**注意：**

1.  `recover()`必须搭配`defer`使用。
2.  `defer`一定要在可能引发`panic`的语句之前定义。

[defer]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly93d3cubGl3ZW56aG91LmNvbS9pbWFnZXMvR28vZnVuYy9kZWZlci5wbmc?x-oss-process=image/format,png