【Go语言】函数

女爷i 2023-10-03 14:26 9阅读 0赞

## 函数 ##

函数是Go语言中的“第一公民”，具体表现：

*  函数是一种类型，函数类型变量可以像其它类型变量一种使用，可以作为其它函数的参数或返回值，也可以直接调用运行；
 *  函数支持多值返回；
 *  支持闭包；
 *  支持可变参数。

### 基本概念 ###

函数格式：

func funcName(param-list) (return-list) {
        
    	func-body
    }

参数列表中的`()`是必须的，但是参数可以是空；返回值列表中的`()`在没有返回值、只有一个非命名返回值的情况下可以不需要；`{`必选在同行的行尾。

函数特性：

*  函数的首字母大小写决定该函数在其它包的可见性：大写时其它包可见（一个例子就是`fmt.Printf()`），小写时只有相同的包可以访问。
 *  函数可以没有输入参数，也可以没有返回值：

func func1() {
        
    	// do nothing
    }

*  多个相邻的相同类型的参数可以使用简写模式：

func func2(a, b int) {
        
    	// do nothing
    }

*  支持有名的返回值：

func add(a, b int) (value int) {
        
    	value = a + b
    	return // return还是要的，但是不用写return X
    }

*  不支持默认值参数。
 *  不支持函数重载。
 *  不支持函数嵌套，严格地说不支持命名函数的嵌套定义，但是支持嵌套的匿名函数。
 *  支持多个值返回：

func func3(a, b int) (int, int) {
        
    	a++
    	b++
    	return a, b
    }

*  函数实参到形参的传递永远是值拷贝。
 *  支持不定参数：

func sum(arr ...int) (sum int) {
        
    	for _, v := range arr {
        
    		sum += v
    	}
    	return
    }

`arr ...int`就是不定参数，arr是参数名，int是参数类型，`...`不能少。关于不定参数：

1.  所有的不定参数类型必须是相同的；
2.  不定参数必须是函数的最后一个参数；
3.  不定参数名在函数体内相当于切片；
4.  切片可以作为参数传递给不定参数，切片名后要加上`...`：

func main() {
        
    	s := []int{
        1, 2, 3}
    	fmt.Printf("%d\n", sum(s...))	// s之后的...不能少
    }

1.  形参为不定参数的函数和形参为切片的函数类型不相同。

### 匿名函数 ###

函数类型又叫`函数签名`，`%T`可以用来打印函数签名：

func main() {
        
    	fmt.Printf("%T\n", sum)	// 打印：func(...int) int
    }

两个函数类型相同的条件是：拥有相同的形参列表和返回值列表。

可以使用`type`定义函数类型：

type Op func(int, int) int // 定义了一个函数类型Op

匿名函数可以看作函数字面值。

func wrapper(op string) func(int, int) int {
        
    	switch op {
        
    	case "add":
    		return func(a, b int) int {
        
    			return a + b
    		}
    	case "sub":
    		return func(a, b int) int {
        
    			return a - b
    		}
    	default:
    		return nil
    	}
    }

这里的返回值就是匿名函数。

### defer ###

`defer`是Go语言关键字，它用来注册多个延迟调用，这些调用按照FIFO的顺序在函数返回（`return`，如果是`os.Exit()`则不会调用）前调用。

`defer`后接函数或者方法，不能是语句。示例：

func main() {
        
    	defer func() {
        
    		fmt.Printf("First defer\n")
    	}()
    
    	defer func() {
        
    		fmt.Printf("Second defer\n")
    	}()
    
    	fmt.Printf("Call first\n")
    
    	return
    }

注意函数最后的`()`不能少。打印结果：

Call first
    Second defer
    First defer

`defer`常用于保证一些资源最终一定会被回收或释放。

`defer`的函数的实参在注册时通过值拷贝传递进去。

`defer`语句的位置不当，有可能导致panic，一般`defer`语句放在错误检查语句（`if err != nil`）之后。

`defer`的一些副作用：

*  `defer`会导致资源释放延迟，尽量不要放在循环语句中；
 *  `defer`相对于普通函数调用有一定的性能损耗。

`defer`函数中最好不要对有名返回值参数进行操作，否则会引发匪夷所思的结果。

### 闭包 ###

`闭包 = 函数 + 引用的外部环境`。外部环境指的是包含闭包的函数的局部变量（入参和内部变量）和全局变量。

闭包对外部环境变量是直接引用，所以在闭包中的修改会同步到外部。

package main
    
    func fa(a int) func(i int) int {
        
    	return func(i int) int {
        
    		println(&a, a) // a是外部环境变量，所以这里返回的是闭包
    		a = a + i
    		return a
    	}
    }
    
    func main() {
        
    	f := fa(1) // f是一个闭包，这里的1其实就是a
    	g := fa(1) // g也是一个闭包，也有一个a，但是跟f的a不是同一个
    
    	println(f(1)) // 这里的1是i，是闭包的参数，闭包里面打印0xc000067f60 1，这里打印2
    	println(f(1)) // 闭包里面打印0xc000067f60 2，这里打印3
    
    	println(g(1)) // 闭包里面打印0xc000067f58 1，这里打印2
    	println(g(1)) // 闭包里面打印0xc000067f58 2，这里打印3
    }

以上是包含闭包的函数的局部变量被修改的例子，下面是对全局变量修改的例子：

var a = 1
    
    func fb() func(i int) int {
        
    	return func(i int) int {
        
    		println(&a, a) // a也是外部环境变量，所以这里返回的是闭包
    		a = a + i
    		return a
    	}
    }
    
    func main() {
        
    	f := fb()
    	g := fb()
    
    	println(f(1)) // 闭包里面打印0x940180 1，这里打印2
    	println(f(1)) // 闭包里面打印0x940180 2，这里打印3
    
    	println(g(1)) // 闭包里面打印0x940180 3，这里打印4
    	println(g(1)) // 闭包里面打印0x940180 4，这里打印5
    }

这里可以看到全局变量`a`的值会一直增加。

使用闭包是为了减少全局变量，所以闭包引用全局变量不是好的编程方式。

同一个函数返回的多个闭包共享该函数的局部变量：

func fc(base int) (func(int) int, func(int) int) {
        
    	println(&base, base)
    
    	add := func(i int) int {
        
    		base += i
    		println(&base, base)
    		return base
    	}
    
    	sub := func(i int) int {
        
    		base -= i
    		println(&base, base)
    		return base
    	}
    
    	return add, sub
    }
    
    func main() {
        
    	f, g := fc(10)	// 0xc000067f40 10
    	println(f(1))	// 闭包内打印0xc000067f40 11，这里打印11
    	println(g(1))	// 闭包内打印0xc000067f40 10，这里打印10
    }

这里可以看到`base`的值先增1后减1，且是是通过不同的闭包完成的。

### panic和recover ###

`panic()`和`recover()`是Go语言的内置函数（builtin\\builtin.go）：

// The panic built-in function stops normal execution of the current
    // goroutine. When a function F calls panic, normal execution of F stops
    // immediately. Any functions whose execution was deferred by F are run in
    // the usual way, and then F returns to its caller. To the caller G, the
    // invocation of F then behaves like a call to panic, terminating G's
    // execution and running any deferred functions. This continues until all
    // functions in the executing goroutine have stopped, in reverse order. At
    // that point, the program is terminated with a non-zero exit code. This
    // termination sequence is called panicking and can be controlled by the
    // built-in function recover.
    func panic(v interface{
        })
    
    // The recover built-in function allows a program to manage behavior of a
    // panicking goroutine. Executing a call to recover inside a deferred
    // function (but not any function called by it) stops the panicking sequence
    // by restoring normal execution and retrieves the error value passed to the
    // call of panic. If recover is called outside the deferred function it will
    // not stop a panicking sequence. In this case, or when the goroutine is not
    // panicking, or if the argument supplied to panic was nil, recover returns
    // nil. Thus the return value from recover reports whether the goroutine is
    // panicking.
    func recover() interface{
        }

`panic`的参数是一个空接口类型`interface{}`，所以任意类型的变量都可以传递给`panic()`函数。

引发`panic`的情况：

*  程序主动调用`panic`函数：
    
     *  程序无法正常执行下去时调用；
     *  调试程序时调用；
 *  程序产生运行时错误时由运行时检测并抛出。

发生`panic`后，会逐层向上**执行函数的defer语句**，然后逐层打印函数调用堆栈，直到被`recover`捕获或运行到最外层函数而退出。

`recover()`和`defer`一起使用，`recover()`只有在`defer`后面的函数体内被**直接**调用才能捕获`panic`终止异常。

package main
    
    import "fmt"
    
    func main() {
        
    	defer func() {
        
    		if err := recover(); err != nil {
        
    			fmt.Println(err)
    		}
    	}()
    
    	defer func() {
        
    		panic("first defer panic")
    	}()
    
    	defer func() {
        
    		panic("second defer panic")
    	}()
    
    	panic("main body panic")
    }

可以有连续多个`panic`被抛出，连续多个`panic`的场景只能出现在延迟调用里面，否则不会出现多个`panic`被抛出的场景，但是只有最后一个`panic`能被捕获，所以上面程序的打印结果是：

first defer panic

函数不能捕获内部新启动的`goroutine`所抛出的`panic`。

### 错误处理 ###

Go语言内置错误接口类型`error`（builtin\\builtin.go）：

// The error built-in interface type is the conventional interface for
    // representing an error condition, with the nil value representing no error.
    type error interface {
        
    	Error() string
    }

错误处理的最佳实践：

*  在多个返回值的函数中，`error`通常作为函数最后的一个返回值；
 *  如果一个函数返回`error`类型变量，则先用if语句处理`error != nil`，正常逻辑放到`if`语句块的后面；
 *  `defer`语句应该放到`error`判断的后面，不然有可能产生`panic`；
 *  在错误逐级向上传递的过程中，错误信息应该不断地丰富和完善，而不是简单地抛出下层调用的错误。