这是我参与「第三届青训营 -后端场」笔记创作活动的的第3篇笔记
3.1. 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
}
形式参数列表描述了函数的参数名以及参数类型。这些参数作为局部变量，其值由参数调用者提供。返回值列表描述了函数返回值的变量名以及类型。如果函数返回一个无名变量或者没有返回值，返回值列表的括号是可以省略的。如果一个函数声明不包括返回值列表，那么函数体执行完毕后，不会返回任何值。在hypot函数中：
func hypot(x, y float64) float64 {
return math.Sqrt(x*x + y*y)
}
fmt.Println(hypot(3,4)) // "5"
x和y是形参名，3和4是调用时的传入的实参，函数返回了一个float64类型的值。 返回值也可以像形式参数一样被命名。在这种情况下，每个返回值被声明成一个局部变量，并根据该返回值的类型，将其初始化为该类型的零值。 如果一个函数在声明时，包含返回值列表，该函数必须以 return语句结尾，除非函数明显无法运行到结尾处。例如函数在结尾时调用了panic异常或函数中存在无限循环。
正如hypot一样，如果一组形参或返回值有相同的类型，我们不必为每个形参都写出参数类型。下面2个声明是等价的：
func f(i, j, k int, s, t string) { /* ... */ }
func f(i int, j int, k int, s string, t string) { /* ... */ }
下面，我们给出4种方法声明拥有2个int型参数和1个int型返回值的函数.blank identifier(译者注：即下文的_符号)可以强调某个参数未被使用。
func add(x int, y int) int {return x + y}
func sub(x, y int) (z int) { z = x - y; return}
func first(x int, _ int) int { return x }
func zero(int, int) int { return 0 }
fmt.Printf("%T\n", add) // "func(int, int) int"
fmt.Printf("%T\n", sub) // "func(int, int) int"
fmt.Printf("%T\n", first) // "func(int, int) int"
fmt.Printf("%T\n", zero) // "func(int, int) int"
函数的类型被称为函数的签名。如果两个函数形式参数列表和返回值列表中的变量类型一一对应，那么这两个函数被认为有相同的类型或签名。形参和返回值的变量名不影响函数签名，也不影响它们是否可以以省略参数类型的形式表示。
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。
在函数体中，函数的形参作为局部变量，被初始化为调用者提供的值。函数的形参和有名返回值作为函数最外层的局部变量，被存储在相同的词法块中。
实参通过值的方式传递，因此函数的形参是实参的拷贝。对形参进行修改不会影响实参。但是，如果实参包括引用类型，如指针，slice(切片)、map、function、channel等类型，实参可能会由于函数的间接引用被修改。
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
3.2. 递归
函数可以是递归的，这意味着函数可以直接或间接的调用自身。对许多问题而言，递归是一种强有力的技术，例如处理递归的数据结构。在4.4节，我们通过遍历二叉树来实现简单的插入排序，在本章节，我们再次使用它来处理HTML文件。
下文的示例代码使用了非标准包 golang.org/x/net/html ，解析HTML。golang.org/x/... 目录下存储了一些由Go团队设计、维护，对网络编程、国际化文件处理、移动平台、图像处理、加密解密、开发者工具提供支持的扩展包。未将这些扩展包加入到标准库原因有二，一是部分包仍在开发中，二是对大多数Go语言的开发者而言，扩展包提供的功能很少被使用。
例子中调用golang.org/x/net/html的部分api如下所示。html.Parse函数读入一组bytes解析后，返回html.Node类型的HTML页面树状结构根节点。HTML拥有很多类型的结点如text（文本）、commnets（注释）类型，在下面的例子中，我们 只关注< name key='value' >形式的结点。
golang.org/x/net/html
package html
type Node struct {
Type NodeType
Data string
Attr []Attribute
FirstChild, NextSibling *Node
}
type NodeType int32
const (
ErrorNode NodeType = iota
TextNode
DocumentNode
ElementNode
CommentNode
DoctypeNode
)
type Attribute struct {
Key, Val string
}
func Parse(r io.Reader) (*Node, error)
main函数解析HTML标准输入，通过递归函数visit获得links（链接），并打印出这些links：
gopl.io/ch5/findlinks1
// Findlinks1 prints the links in an HTML document read from standard input.
package main
import (
"fmt"
"os"
"golang.org/x/net/html"
)
func main() {
doc, err := html.Parse(os.Stdin)
if err != nil {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "findlinks1: %v\n", err)
os.Exit(1)
}
for _, link := range visit(nil, doc) {
fmt.Println(link)
}
}
3.3. 多返回值
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。
下面的程序是findlinks的改进版本。修改后的findlinks可以自己发起HTTP请求，这样我们就不必再运行fetch。因为HTTP请求和解析操作可能会失败，因此findlinks声明了2个返回值：链接列表和错误信息。一般而言，HTML的解析器可以处理HTML页面的错误结点，构造出HTML页面结构，所以解析HTML很少失败。这意味着如果findlinks函数失败了，很可能是由于I/O的错误导致的。
gopl.io/ch5/findlinks2
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
}
在findlinks中，有4处return语句，每一处return都返回了一组值。前三处return，将http和html包中的错误信息传递给findlinks的调用者。第一处return直接返回错误信息，其他两处通过fmt.Errorf（§7.8）输出详细的错误信息。如果findlinks成功结束，最后的return语句将一组解析获得的连接返回给用户。
在findlinks中，我们必须确保resp.Body被关闭，释放网络资源。虽然Go的垃圾回收机制会回收不被使用的内存，但是这不包括操作系统层面的资源，比如打开的文件、网络连接。因此我们必须显式的释放这些资源。
调用多返回值函数时，返回给调用者的是一组值，调用者必须显式的将这些值分配给变量:
links, err := findLinks(url)
如果某个值不被使用，可以将其分配给blank identifier:
links, _ := findLinks(url) // errors ignored
一个函数内部可以将另一个有多返回值的函数调用作为返回值，下面的例子展示了与findLinks有相同功能的函数，两者的区别在于下面的例子先输出参数：
func findLinksLog(url string) ([]string, error) {
log.Printf("findLinks %s", url)
return findLinks(url)
}
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)
准确的变量名可以传达函数返回值的含义。尤其在返回值的类型都相同时，就像下面这样：
func Size(rect image.Rectangle) (width, height int)
func Split(path string) (dir, file string)
func HourMinSec(t time.Time) (hour, minute, second int)
虽然良好的命名很重要，但你也不必为每一个返回值都取一个适当的名字。比如，按照惯例，函数的最后一个bool类型的返回值表示函数是否运行成功，error类型的返回值代表函数的错误信息，对于这些类似的惯例，我们不必思考合适的命名，它们都无需解释。
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
}
func countWordsAndImages(n *html.Node) (words, images int) { /* ... */ }
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。举个例子，如果你没有仔细的审查代码，很难发现前2处return等价于 return 0,0,err（Go会将返回值 words和images在函数体的开始处，根据它们的类型，将其初始化为0），最后一处return等价于 return words, image, nil。基于以上原因，不宜过度使用bare return。
3.4. 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。
还有一部分函数只要输入的参数满足一定条件，也能保证运行成功。比如time.Date函数，该函数将年月日等参数构造成time.Time对象，除非最后一个参数（时区）是nil。这种情况下会引发panic异常。panic是来自被调用函数的信号，表示发生了某个已知的bug。一个良好的程序永远不应该发生panic异常。
对于大部分函数而言，永远无法确保能否成功运行。这是因为错误的原因超出了程序员的控制。举个例子，任何进行I/O操作的函数都会面临出现错误的可能，只有没有经验的程序员才会相信读写操作不会失败，即使是简单的读写。因此，当本该可信的操作出乎意料的失败后，我们必须弄清楚导致失败的原因。
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)
通常，当函数返回non-nil的error时，其他的返回值是未定义的（undefined），这些未定义的返回值应该被忽略。然而，有少部分函数在发生错误时，仍然会返回一些有用的返回值。比如，当读取文件发生错误时，Read函数会返回可以读取的字节数以及错误信息。对于这种情况，正确的处理方式应该是先处理这些不完整的数据，再处理错误。因此对函数的返回值要有清晰的说明，以便于其他人使用。
在Go中，函数运行失败时会返回错误信息，这些错误信息被认为是一种预期的值而非异常（exception），这使得Go有别于那些将函数运行失败看作是异常的语言。虽然Go有各种异常机制，但这些机制仅被使用在处理那些未被预料到的错误，即bug，而不是那些在健壮程序中应该被避免的程序错误。对于Go的异常机制我们将在5.9介绍。
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。
3.5. 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) // 此处f的值为nil, 会引起panic错误
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。
函数值使得我们不仅仅可以通过数据来参数化函数，亦可通过行为。标准库中包含许多这样的例子。下面的代码展示了如何使用这个技巧。strings.Map对字符串中的每个字符调用add1函数，并将每个add1函数的返回值组成一个新的字符串返回给调用者。
func add1(r rune) rune { return r + 1 }
fmt.Println(strings.Map(add1, "HAL-9000")) // "IBM.:111"
fmt.Println(strings.Map(add1, "VMS")) // "WNT"
fmt.Println(strings.Map(add1, "Admix")) // "Benjy"
5.2节的findLinks函数使用了辅助函数visit，遍历和操作了HTML页面的所有结点。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。
gopl.io/ch5/outline2
// 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)
}
}
该函数接收2个函数作为参数，分别在结点的孩子被访问前和访问后调用。这样的设计给调用者更大的灵活性。举个例子，现在我们有startElemen和endElement两个函数用于输出HTML元素的开始标签和结束标签<b>...</b>：
var depth int
func startElement(n *html.Node) {
if n.Type == html.ElementNode {
fmt.Printf("%*s<%s>\n", depth*2, "", n.Data)
depth++
}
}
func endElement(n *html.Node) {
if n.Type == html.ElementNode {
depth--
fmt.Printf("%*s</%s>\n", depth*2, "", n.Data)
}
}
上面的代码利用fmt.Printf的一个小技巧控制输出的缩进。%*s中的*会在字符串之前填充一些空格。在例子中，每次输出会先填充depth*2数量的空格，再输出""，最后再输出HTML标签。
如果我们像下面这样调用forEachNode：
forEachNode(doc, startElement, endElement)
3.6. 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：
gopl.io/ch6/geometry
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。
这种p.Distance的表达式叫做选择器，因为他会选择合适的对应p这个对象的Distance方法来执行。选择器也会被用来选择一个struct类型的字段，比如p.X。由于方法和字段都是在同一命名空间，所以如果我们在这里声明一个X方法的话，编译器会报错，因为在调用p.X时会有歧义（译注：这里确实挺奇怪的）。
因为每种类型都有其方法的命名空间，我们在用Distance这个名字的时候，不同的Distance调用指向了不同类型里的Distance方法。让我们来定义一个Path类型，这个Path代表一个线段的集合，并且也给这个Path定义一个叫Distance的方法。
// A Path is a journey connecting the points with straight lines.
type Path []Point
// Distance returns the distance traveled along the path.
func (path Path) Distance() float64 {
sum := 0.0
for i := range path {
if i > 0 {
sum += path[i-1].Distance(path[i])
}
}
return sum
}
Path是一个命名的slice类型，而不是Point那样的struct类型，然而我们依然可以为它定义方法。在能够给任意类型定义方法这一点上，Go和很多其它的面向对象的语言不太一样。因此在Go语言里，我们为一些简单的数值、字符串、slice、map来定义一些附加行为很方便。我们可以给同一个包内的任意命名类型定义方法，只要这个命名类型的底层类型（译注：这个例子里，底层类型是指[]Point这个slice，Path就是命名类型）不是指针或者interface。
两个Distance方法有不同的类型。他们两个方法之间没有任何关系，尽管Path的Distance方法会在内部调用Point.Distance方法来计算每个连接邻接点的线段的长度。
让我们来调用一个新方法，计算三角形的周长：
perim := Path{
{1, 1},
{5, 1},
{5, 4},
{1, 1},
}
fmt.Println(perim.Distance()) // "12"
在上面两个对Distance名字的方法的调用中，编译器会根据方法的名字以及接收器来决定具体调用的是哪一个函数。第一个例子中path[i-1]数组中的类型是Point，因此Point.Distance这个方法被调用；在第二个例子中perim的类型是Path，因此Distance调用的是Path.Distance。
对于一个给定的类型，其内部的方法都必须有唯一的方法名，但是不同的类型却可以有同样的方法名，比如我们这里Point和Path就都有Distance这个名字的方法；所以我们没有必要非在方法名之前加类型名来消除歧义，比如PathDistance。这里我们已经看到了方法比之函数的一些好处：方法名可以简短。当我们在包外调用的时候这种好处就会被放大，因为我们可以使用这个短名字，而可以省略掉包的名字，下面是例子：
import "gopl.io/ch6/geometry"
perim := geometry.Path{{1, 1}, {5, 1}, {5, 4}, {1, 1}}
fmt.Println(geometry.PathDistance(perim)) // "12", standalone function
fmt.Println(perim.Distance()) // "12", method of geometry.Path
3.7. 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)。
在现实的程序里，一般会约定如果Point这个类有一个指针作为接收器的方法，那么所有Point的方法都必须有一个指针接收器，即使是那些并不需要这个指针接收器的函数。我们在这里打破了这个约定只是为了展示一下两种方法的异同而已。
只有类型（Point）和指向他们的指针(*Point)，才可能是出现在接收器声明里的两种接收器。此外，为了避免歧义，在声明方法时，如果一个类型名本身是一个指针的话，是不允许其出现在接收器中的，比如下面这个例子：
type P *int
func (P) f() { /* ... */ } // compile error: invalid receiver type
想要调用指针类型方法(*Point).ScaleBy，只要提供一个Point类型的指针即可，像下面这样。
r := &Point{1, 2}
r.ScaleBy(2)
fmt.Println(*r) // "{2, 4}"
或者这样：
p := Point{1, 2}
pptr := &p
pptr.ScaleBy(2)
fmt.Println(p) // "{2, 4}"
或者这样:
p := Point{1, 2}
(&p).ScaleBy(2)
fmt.Println(p) // "{2, 4}"
不过后面两种方法有些笨拙。幸运的是，go语言本身在这种地方会帮到我们。如果接收器p是一个Point类型的变量，并且其方法需要一个Point指针作为接收器，我们可以用下面这种简短的写法：
p.ScaleBy(2)
编译器会隐式地帮我们用&p去调用ScaleBy这个方法。这种简写方法只适用于“变量”，包括struct里的字段比如p.X，以及array和slice内的元素比如perim[0]。我们不能通过一个无法取到地址的接收器来调用指针方法，比如临时变量的内存地址就无法获取得到：
Point{1, 2}.ScaleBy(2) // compile error: can't take address of Point literal
但是我们可以用一个*Point这样的接收器来调用Point的方法，因为我们可以通过地址来找到这个变量，只要用解引用符号*来取到该变量即可。编译器在这里也会给我们隐式地插入*这个操作符，所以下面这两种写法等价的：
pptr.Distance(q)
(*pptr).Distance(q)
这里的几个例子可能让你有些困惑，所以我们总结一下：在每一个合法的方法调用表达式中，也就是下面三种情况里的任意一种情况都是可以的：
要么接收器的实际参数和其形式参数是相同的类型，比如两者都是类型T或者都是类型*T：
Point{1, 2}.Distance(q) // Point
pptr.ScaleBy(2) // *Point
或者接收器实参是类型T，但接收器形参是类型*T，这种情况下编译器会隐式地为我们取变量的地址：
p.ScaleBy(2) // implicit (&p)
或者接收器实参是类型*T，形参是类型T。编译器会隐式地为我们解引用，取到指针指向的实际变量：
pptr.Distance(q) // implicit (*pptr)
如果命名类型T（译注：用type xxx定义的类型）的所有方法都是用T类型自己来做接收器（而不是*T），那么拷贝这种类型的实例就是安全的；调用他的任何一个方法也就会产生一个值的拷贝。比如time.Duration的这个类型，在调用其方法时就会被全部拷贝一份，包括在作为参数传入函数的时候。但是如果一个方法使用指针作为接收器，你需要避免对其进行拷贝，因为这样可能会破坏掉该类型内部的不变性。比如你对bytes.Buffer对象进行了拷贝，那么可能会引起原始对象和拷贝对象只是别名而已，实际上它们指向的对象是一样的。紧接着对拷贝后的变量进行修改可能会有有意外的结果。
