函数声明
函数声明包括函数名、形式参数列表、返回值列表以及函数体。
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数,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0。 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标识符。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和标识符。形参和返回值的变量名不影响函数标识符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。
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)
}
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,它的值被成为匿名函数(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。每次调用时匿名函数时,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。
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。如果不分成两部,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topsort中,首先对prereqs中的key排序,再调用visitAll。因为prereqs映射的是切片而不是更复杂的map,所以数据的遍历次序是固定的,这意味着你每次运行topsort得到的输出都是一样的。 topsort的输出结果如下:
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
网页抓取的核心问题就是如何遍历图。在topoSort的例子中,已经展示了深度优先遍历,在网页抓取中,我们会展示如何用广度优先遍历图。在第8章,我们会介绍如何将深度优先和广度优先结合使用。
下面的函数实现了广度优先算法。调用者需要输入一个初始的待访问列表和一个函数f。待访问列表中的每个元素被定义为string类型。广度优先算法会为每个元素调用一次f。每次f执行完毕后,会返回一组待访问元素。这些元素会被加入到待访问列表中。当待访问列表中的所有元素都被访问后,breadthFirst函数运行结束。为了避免同一个元素被访问两次,代码中维护了一个map。
func breadthFirst(f func(item string) []string, worklist []string) {
seen := make(map[string]bool)
for len(worklist) > 0 {
items := worklist
worklist = nil
for _, item := range items {
if !seen[item] {
seen[item] = true
worklist = append(worklist, f(item)...)
}
}
}
}
append的参数“f(item)...”,会将f返回的一组元素一个个添加到worklist中。
在我们网页抓取器中,元素的类型是url。crawl函数会将URL输出,提取其中的新链接,并将这些新链接返回。我们会将crawl作为参数传递给breadthFirst。
func crawl(url string) []string {
fmt.Println(url)
list, err := links.Extract(url)
if err != nil {
log.Print(err)
}
return list
}
本文正在参加技术专题18期-聊聊Go语言框架