Go语言基础 | 青训营笔记

布霖布霖
375 阅读4分钟

这是我参与「第五届青训营 」笔记创作活动的第1天。

课堂讲授内容

  1. Go 语言基础知识，变量、控制结构、函数、字符串、分片、json编组和解码等；
  2. 一些库的相关介绍和实践，如fmt、time、math/rand等；
  3. 通过三个小项目实践介绍和巩固 Go 相关知识点，更多地集中在网络开发，顺带控制台输入、流、随机数生成等。

什么是 Go 语言？

  1. 高性能、高并发
  2. 语法简单、学习曲线平缓
  3. 丰富的标准库
  4. 完善的工具链
  5. 静态链接
  6. 快速编译
  7. 跨平台
  8. 垃圾回收

基础语法

  1. 变量声明和赋值（两种方式）

    a. var 变量名 数据类型，如 var i int； b. :=，如 s := “Hello world.”

  2. switch 分支：（和C/C++不同）不需要 break，执行完一个分支，直接转到最后。

  3. 切片slice

    使用 make 创建切片，其他操作如 append，: 切片等

    package main

import "fmt"

func main() {
	arr := make([]int, 3)
	arr[0] = 0
	arr[1] = 1
	arr[2] = 2

	fmt.Println("arr:", arr)
	arr = append(arr, 4)
	fmt.Println("arr:", arr)

	arrCopy := make([]int, len(arr))
	copy(arrCopy, arr)
	fmt.Println("arrCopy:", arrCopy)
}

  4. 字符串处理

    package main

import (
	"fmt"
	"strings"
)

func main() {
	a := "hello"
	fmt.Println(strings.Contains(a, "ll"))                // true
	fmt.Println(strings.Count(a, "l"))                    // 2
	fmt.Println(strings.HasPrefix(a, "he"))               // true
	fmt.Println(strings.HasSuffix(a, "llo"))              // true
	fmt.Println(strings.Index(a, "ll"))                   // 2
	fmt.Println(strings.Join([]string{"he", "llo"}, "-")) // he-llo
	fmt.Println(strings.Repeat(a, 2))                     // hellohello
	fmt.Println(strings.Replace(a, "e", "E", -1))         // hEllo
	fmt.Println(strings.Split("a-b-c", "-"))              // [a b c]
	fmt.Println(strings.ToLower(a))                       // hello
	fmt.Println(strings.ToUpper(a))                       // HELLO
	fmt.Println(len(a))                                   // 5
	b := "你好"
	fmt.Println(len(b)) // 6
}

  5. json处理：json.Marshal() 序列化，json.MarshalIndent(a, "", "\t") ，json.Unmarshal(buf, &b) 反序列化

    package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
)

type userInfo struct {
	Name  string
	Age   int `json:"age"`
	Hobby []string
}

func main() {
	a := userInfo{Name: "wang", Age: 18, Hobby: []string{"Golang", "TypeScript"}}
	buf, err := json.Marshal(a)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Println(buf)         // [123 34 78 97...]
	fmt.Println(string(buf)) // {"Name":"wang","age":18,"Hobby":["Golang","TypeScript"]}

	buf, err = json.MarshalIndent(a, "", "\t")
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Println(string(buf))

	var b userInfo
	err = json.Unmarshal(buf, &b)
	if err != nil {
		panic(err)
	}
	fmt.Printf("%#v\n", b) // main.userInfo{Name:"wang", Age:18, Hobby:[]string{"Golang", "TypeScript"}}
}

Go 语言实战案例

猜数字游戏

  1. 涉及知识：随机数（种子）、控制台输入

    a. 随机数（种子）：随机数种子能够保证每次生成的随机数不一样。常用时间戳time.Now().UnixNano() 做种子。例：

    maxNum := 100
rand.Seed(time.Now().UnixNano()) // 设置随机数种子，保证每次生成的随机数不一样
secretNumber := rand.Intn(maxNum)

    b. 控制台输入：bufio.NewReader(os.Stdin) 和 ReadString

  2. 完整示例：给指定长度的数组赋随机值，并输出。

    package main

import (
	"bufio"
	"fmt"
	"math/rand"
	"os"
	"strconv"
	"strings"
	"time"
)

func main() {
	fmt.Println("Please input length of array")
	reader := bufio.NewReader(os.Stdin)
	input, err := reader.ReadString('\n')
	if err != nil {
		fmt.Println("Error.")
		return
	}
	// fmt.Println(input)
	input = strings.Trim(input, "\r\n")
	n, err := strconv.Atoi(input)
	if err != nil {
		fmt.Println("Error.")
		return
	}
	var arr = make([]int, n)
	for i := 0; i < n; i++ {
		rand.Seed(time.Now().UnixNano())
		arr[i] = rand.Intn(100)
	}
	fmt.Println(arr)
}

简单在线词典

  1. 涉及知识点：网络传输、抓包、json 编组和解码

    a. 网络传输和抓包：Convert curl to Go

    • （demo项目）创建请求、发送请求和接受响应请求：用彩云小译进行抓包，“右击检查→点击翻译时在 Name 处找到 Request Method 为 POST 的 dict→右击 copy cURL(bash) 到Convert curl to Go 进行转换为 Go”

    b. json 编组和解码：json 转 Golang struct

    • （demo项目）“复制彩云小译检查中的 Response 中的内容到 json 转 Golang struct 进行 Go 结构体转换”

    • json 编组和解码

      • json 编组：json.Marshal(v) or json.MarshalIndent(v, prefix, indent) ，将 Go 数据结构转化为 json 格式。

        package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"log"
)

type Movie struct {
	Title  string
	Year   int  `json:"released"`
	Color  bool `json:"color,omitempty"`
	Actors []string
}

func main() {
	var movies = []Movie{
		{Title: "Casablanca", Year: 1942, Color: false,
			Actors: []string{"Humphrey Bogart", "Ingrid Bergman"}},
		{Title: "Cool Hand Luke", Year: 1967, Color: true,
			Actors: []string{"Paul Newman"}},
		{Title: "Bullitt", Year: 1968, Color: true,
			Actors: []string{"Steve McQueen", "Jacqueline Bisset"}},
		// ...
	}

	// 1.无格式化显示
	//data, err := json.Marshal(movies)
	//if err != nil {
	//	log.Fatalf("JSON marshaling failed: %s", err)
	//}
	//fmt.Printf("%s\n", data)

	// 2.格式化显示
	data, err := json.MarshalIndent(movies, "", "	")
	if err != nil {
		log.Fatalf("JSON marshaling failed: %s", err)
	}
	fmt.Printf("%s\n", data)
}

/*
输出
1.无格式化
[{"Title":"Casablanca","released":1942,"Actors":["Humphrey Bogart","Ingrid Bergman"]},{"Title":"Cool Hand Luke","released":1967,"color":true,"Actors":["Paul Newman"]},{"Title":"Bullitt","released":1968,"color":true,"Actors":["Steve McQueen","Jacqueline Bisset"]}]

2.格式化
[
        {
                "Title": "Casablanca",
                "color": true,
                "Actors": [
                        "Steve McQueen",
                        "Jacqueline Bisset"
                ]
        }
]

                "released": 1967,
                "color": true,
                "Actors": [
                        "Paul Newman"
                ]
        },
        {
                "Title": "Bullitt",
                "color": true,
                "Actors": [
                        "Steve McQueen",
                ]       "Jacqueline Bisset"
        }
]

*/
        • json 解码：json.Unmarshal() 将 json 格式转化为 Go 数据结构

        接上例

        var titles []struct{ Title string }
if err := json.Unmarshal(data, &titles); err != nil {
		log.Fatalf("JSON unmarshaling failed: %s", err)
}
fmt.Println(titles)
        • json TAG：omitempty 表示当Go语言结构体成员为空或零值时不生成该JSON对象（这里false为零值）

SOCKS5 代理

原理

socks5原理.png

  1. 步骤1：认证阶段 auth

    $ go run main.go

    $ curl --socks5 127.0.0.1:1080 -v [<http://www.qq.com>](<http://www.qq.com/>)

     func auth(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
     ...
	// +----+----------+----------+
	// |VER | NMETHODS | METHODS  |
	// +----+----------+----------+
	// | 1  |    1     | 1 to 255 |
	// +----+----------+----------+
	// VER: 协议版本，socks5为0x05
	// NMETHODS: 支持认证的方法数量
	// METHODS: 对应NMETHODS，NMETHODS的值为多少，METHODS就有多少个字节。RFC预定义了一些值的含义，内容如下:
	// X’00’ NO AUTHENTICATION REQUIRED
	// X’02’ USERNAME/PASSWORD
    ...

  2. 请求阶段

    请求：ver、cmd、atyp

    响应：用到的不多

    func connect(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
        ...
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// |VER | CMD |  RSV  | ATYP | DST.ADDR | DST.PORT |
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// VER 版本号，socks5的值为0x05
	// CMD 0x01表示CONNECT请求
	// RSV 保留字段，值为0x00
	// ATYP 目标地址类型，DST.ADDR的数据对应这个字段的类型。
	//   0x01表示IPv4地址，DST.ADDR为4个字节
	//   0x03表示域名，DST.ADDR是一个可变长度的域名
	// DST.ADDR 一个可变长度的值
	// DST.PORT 目标端口，固定2个字节

	...

	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// |VER | REP |  RSV  | ATYP | BND.ADDR | BND.PORT |
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// | 1  |  1  | X'00' |  1   | Variable |    2     |
	// +----+-----+-------+------+----------+----------+
	// VER socks版本，这里为0x05
	// REP Relay field,内容取值如下 X’00’ succeeded
	// RSV 保留字段
	// ATYPE 地址类型
	// BND.ADDR 服务绑定的地址
	// BND.PORT 服务绑定的端口DST.PORT
	...
}

  3. relay 阶段

    两个 go routing 中 io.Copy() 相反，第一个是从用户传到底层服务器，第二个相反。

    func connect(reader *bufio.Reader, conn net.Conn) (err error) {
	...

	go func() {
		_, _ = io.Copy(dest, reader)
		cancel()
	}()
	go func() {
		_, _ = io.Copy(conn, dest)
		cancel()
	}()

	<-ctx.Done()
	...
}

其他参考资料

课后总结

  • 收获：第一次接触 Go 语言，感觉这是一个功能很强大的语言，带有丰富的库和接口能够简单地完成很多复杂的操作，对于并发的设计也非常简单，在诸多领域起着非常高的开发效率，老师的讲解大部分是能够理解的，配套的实践项目也巩固了自己的语言学习。
  • 疑难：对于 go routing 和并发设计的理解还不够深刻，以及一些网络知识有点模糊，争取课下继续深入学习。
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