这是我参与「第五届青训营 」伴学笔记创作活动的第 4 天
三、程序结构
3.1 命名
1. 命名规则
Go语言中的函数名、变量名、常量名、类型名、语句标号和包名等所有的命名，都遵循一个简单的命名规则：一个名字必须以一个字母（Unicode字母）或下划线开头，后面可以跟任意数量的字母、数字或下划线。大写字母和小写字母是不同的：heapSort和Heapsort是两个不同的名字。
2. 关键字和预定义字
Go语言中的关键字：
break default func interface select
case defer go map struct
chan else goto package switch
const fallthrough if range type
continue for import return var
此外，还有大约30多个预定义的名字，比如int和true等，主要对应内建的常量、类型和函数。
内建常量: true false iota nil
内建类型: int int8 int16 int32 int64
uint uint8 uint16 uint32 uint64 uintptr
float32 float64 complex128 complex64
bool byte rune string error
内建函数: make len cap new append copy close delete
complex real imag
panic recover
这些内部预先定义的名字并不是关键字，你可以在定义中重新使用它们。在一些特殊的场景中重新定义它们也是有意义的，但是也要注意避免过度而引起语义混乱。
3. 作用域
如果一个名字是在函数内部定义，那么它就只在函数内部有效。如果是在函数外部定义，那么将在当前包的所有文件中都可以访问。名字的开头字母的大小写决定了名字在包外的可见性。如果一个名字是大写字母开头的（译注：必须是在函数外部定义的包级名字；包级函数名本身也是包级名字），那么它将是导出的，也就是说可以被外部的包访问，例如fmt包的Printf函数就是导出的，可以在fmt包外部访问。包本身的名字一般总是用小写字母。
4. 命名规范
Go语言程序员推荐使用 驼峰式 命名，当名字由几个单词组成时优先使用大小写分隔，而不是优先用下划线分隔。
3.2 声明
声明语句定义了程序的各种实体对象以及部分或全部的属性。Go语言主要有四种类型的声明语句：var、const、type和func，分别对应变量、常量、类型和函数实体对象的声明。
每个源文件中以包的声明语句开始，说明该源文件是属于哪个包。包声明语句之后是import语句导入依赖的其它包，然后是包一级的类型、变量、常量、函数的声明语句，包一级的各种类型的声明语句的顺序无关紧要（译注：函数内部的名字则必须先声明之后才能使用）。
1. 常量的声明
常量boilingF是在包一级范围声明语句声明的，然后f和c两个变量是在main函数内部声明的声明语句声明的。在包一级声明语句声明的名字可在整个包对应的每个源文件中访问，而不是仅仅在其声明语句所在的源文件中访问。相比之下，局部声明的名字就只能在函数内部很小的范围被访问。
// Boiling prints the boiling point of water.
package main
import "fmt"
const boilingF = 212.0
func main() {
var f = boilingF
var c = (f - 32) * 5 / 9
fmt.Printf("boiling point = %g°F or %g°C\n", f, c)
// Output:
// boiling point = 212°F or 100°C
}
2. 函数的声明
一个函数的声明由一个函数名字、参数列表（由函数的调用者提供参数变量的具体值）、一个可选的返回值列表和包含函数定义的函数体组成。如果函数没有返回值，那么返回值列表是省略的。执行函数从函数的第一个语句开始，依次顺序执行直到遇到return返回语句，如果没有返回语句则是执行到函数末尾，然后返回到函数调用者。
fToC函数封装了温度转换的处理逻辑，这样它只需要被定义一次，就可以在多个地方多次被使用。
// Ftoc prints two Fahrenheit-to-Celsius conversions.
package main
import "fmt"
func main() {
const freezingF, boilingF = 32.0, 212.0
fmt.Printf("%g°F = %g°C\n", freezingF, fToC(freezingF)) // "32°F = 0°C"
fmt.Printf("%g°F = %g°C\n", boilingF, fToC(boilingF)) // "212°F = 100°C"
}
func fToC(f float64) float64 {
return (f - 32) * 5 / 9
}
3.3 变量
1. 变量声明的方式一
var声明语句可以创建一个特定类型的变量，然后给变量附加一个名字，并且设置变量的初始值。变量声明的一般语法如下：
var 变量名字 类型 = 表达式
其中“类型”或“= 表达式”两个部分可以省略其中的一个。如果省略的是类型信息，那么将根据初始化表达式来推导变量的类型信息。如果初始化表达式被省略，那么将用零值初始化该变量。
数值类型变量对应的零值是0，布尔类型变量对应的零值是false，字符串类型对应的零值是空字符串，接口或引用类型（包括slice、指针、map、chan和函数）变量对应的零值是nil。数组或结构体等聚合类型对应的零值是每个元素或字段都是对应该类型的零值。
零值初始化机制可以确保每个声明的变量总是有一个良好定义的值，因此在Go语言中不存在未初始化的变量。
var s string
fmt.Println(s) // ""
也可以在一个声明语句中同时声明一组变量，或用一组初始化表达式声明并初始化一组变量。如果省略每个变量的类型，将可以声明多个类型不同的变量（类型由初始化表达式推导）
var i, j, k int // int, int, int
var b, f, s = true, 2.3, "four" // bool, float64, string
初始化表达式可以是字面量或任意的表达式。在包级别声明的变量会在main入口函数执行前完成初始化，局部变量将在声明语句被执行到的时候完成初始化。
一组变量也可以通过调用一个函数，由函数返回的多个返回值初始化：
var f, err = os.Open(name) // os.Open returns a file and an error
2. 变量声明的方式二：简短变量声明
在函数内部，有一种称为简短变量声明语句的形式可用于声明和初始化局部变量。它以“名字 := 表达式”形式声明变量，变量的类型根据表达式来自动推导。
简短变量声明被广泛用于大部分的局部变量的声明和初始化。var形式的声明语句往往是用于需要显式指定变量类型的地方，或者因为变量稍后会被重新赋值而初始值无关紧要的地方。
和var形式声明语句一样，简短变量声明语句也可以用来声明和初始化一组变量：但是这种同时声明多个变量的方式应该限制只在可以提高代码可读性的地方使用，比如for语句的循环的初始化语句部分
i , j := 0, 1
“:=”是一个变量声明语句，而“=”是一个变量赋值操作。也不要混淆多个变量的声明和元组的多重赋值，后者是将右边各个表达式的值赋值给左边对应位置的各个变量：
i, j = j, i // 交换 i 和 j 的值
和普通var形式的变量声明语句一样，简短变量声明语句也可以用函数的返回值来声明和初始化变量，像下面的os.Open函数调用将返回两个值
f, err := os.Open(name)
if err != nil {
return err
} // ...use f...
f.Close()
简短变量声明左边的变量可能并不是全部都是刚刚声明的。如果有一些已经在相同的词法域声明过了，那么简短变量声明语句对这些已经声明过的变量进行赋值覆盖。
简短变量声明语句中必须至少要声明一个新的变量，否则编译不能通过
//编译通过
in, err := os.Open(infile)
// ...
out, err := os.Create(outfile)
//编译不通过
//采用普通的多重赋值语句可以解决该问题
f, err := os.Open(infile)
// ...
f, err := os.Create(outfile) // compile error: no new variables
简短变量声明语句只有对已经在同级词法域声明过的变量才和赋值操作语句等价，如果变量是在外部词法域声明的，那么简短变量声明语句将会在当前词法域重新声明一个新的变量。
3. 指针
1. 变量和指针的区别
一个变量对应一个保存了变量对应类型值的内存空间。普通变量在声明语句创建时被绑定到一个变量名，比如叫x的变量，但是还有很多变量始终以表达式方式引入，例如x[i]或x.f变量。所有这些表达式一般都是读取一个变量的值，除非它们是出现在赋值语句的左边，这种时候是给对应变量赋予一个新的值。
一个指针的值是另一个变量的地址。一个指针对应变量在内存中的存储位置。并不是每一个值都会有一个内存地址，但是对于每一个变量必然有对应的内存地址。通过指针，我们可以直接读或更新对应变量的值，而不需要知道该变量的名字（如果变量有名字的话）。
如果用“var x int”声明语句声明一个x变量，那么&x表达式（取x变量的内存地址）将产生一个指向该整数变量的指针，指针对应的数据类型是int，指针被称之为“指向int类型的指针”。如果指针名字为p，那么可以说“p指针指向变量x”，或者说“p指针保存了x变量的内存地址”。同时p表达式对应p指针指向的变量的值。一般p表达式读取指针指向的变量的值，这里为int类型的值，同时因为p对应一个变量，所以该表达式也可以出现在赋值语句的左边，表示更新指针所指向的变量的值。
2. 指针初引入
x := 1
p := &x // p, of type *int, points to x
fmt.Println(*p) // "1"
*p = 2 // equivalent to x = 2
fmt.Println(x) // "2"
var x, y int
fmt.Println(&x == &x, &x == &y, &x == nil) // "true false false"
任何类型的指针的零值都是nil。如果p指向某个有效变量，那么p != nil测试为真。指针之间也是可以进行相等测试的，只有当它们指向同一个变量或全部是nil时才相等。
在Go语言中，返回函数中局部变量的地址也是安全的。例如下面的代码，调用f函数时创建局部变量v，在局部变量地址被返回之后依然有效，因为指针p依然引用这个变量。
var p = f()
func f() *int {
v := 1
return &v
}
//p依然引用局部变量
//每次调用f函数都将返回不同的结果：
fmt.Println(f() == f()) // "false"
指针包含了一个变量的地址，因此如果将指针作为参数调用函数，那将可以在函数中通过该指针来更新变量的值。
func incr(p *int) int {
*p++ // 只是增加p指向的变量的值，并不改变p指针！！！
return *p
}
v := 1
incr(&v) // side effect: v is now 2
fmt.Println(incr(&v)) // "3" (and v is 3)
4. new函数
调用内建的new函数也能创建变量。表达式new(T)将创建一个T类型的匿名变量，初始化为T类型的零值，然后返回变量地址，返回的指针类型为*T
p := new(int) // p, *int 类型, 指向匿名的 int 变量
fmt.Println(*p) // "0"
*p = 2 // 设置 int 匿名变量的值为 2
fmt.Println(*p) // "2"
//用new创建变量和普通变量声明语句方式创建变量没有什么区别，
//除了不需要声明一个临时变量的名字外，我们还可以在表达式中使用new(T)
func newInt() *int {
return new(int)
}
//这两个newInt有这相同的行为
func newInt() *int {
var dummy int
return &dummy
}
//每次调用new函数都是返回一个新的变量的地址
p := new(int)
q := new(int)
fmt.Println(p == q) // "false"
new只是一个预定义的函数，它并不是一个关键字，因此我们可以将new名字重新定义为别的类型。
//但是new被定义为int类型的变量名，
//因此在delta函数内部是无法使用内置的new函数
func delta(old, new int) int { return new - old }
5. 变量的生命周期
变量的生命周期指的是在程序运行期间变量有效存在的时间段。对于在包一级声明的变量来说，它们的生命周期和整个程序的运行周期是一致的。而相比之下，局部变量的生命周期则是动态的：每次从创建一个新变量的声明语句开始，直到该变量不再被引用为止，然后变量的存储空间可能被回收。函数的参数变量和返回值变量都是局部变量。它们在函数每次被调用的时候创建。
一个变量的有效周期只取决于是否可达，因此一个循环迭代内部的局部变量的生命周期可能超出其局部作用域。同时，局部变量可能在函数返回之后依然存在。
var global *int
//x在堆中分配内存，函数推出后仍然可以找到x的地址
//x局部变量从函数f中逃逸了
func f() {
var x int
x = 1
global = &x
}
func g() {
y := new(int)
*y = 1
}
3.4 赋值
使用赋值语句可以更新一个变量的值，最简单的赋值语句是将要被赋值的变量放在=的左边，新值的表达式放在=的右边
x = 1 // 命名变量的赋值
*p = true // 通过指针间接赋值
person.name = "bob" // 结构体字段赋值
count[x] = count[x] * scale // 数组、slice或map的元素赋值
1. 元组赋值
元组赋值是另一种形式的赋值语句，它允许同时更新多个变量的值。在赋值之前，赋值语句右边的所有表达式将会先进行求值，然后再统一更新左边对应变量的值。
//交换两数
x, y = y, x
a[i], a[j] = a[j], a[i]
//求最大公约数
func gcd(x, y int) int {
for y != 0 {
x, y = y, x%y
}
return x
}
//求斐波那契数列
func fib(n int) int {
x, y := 0, 1
for i := 0; i < n; i++ {
x, y = y, x+y
}
return x
}
和变量声明一样，我们可以用下划线空白标识符_来丢弃不需要的值。
_, err = io.Copy(dst, src) // 丢弃字节数
_, ok = x.(T) // 只检测类型，忽略具体值
2. 可赋值性
赋值语句是显式的赋值形式，但是程序中还有很多地方会发生隐式的赋值行为：函数调用会隐式地将调用参数的值赋值给函数的参数变量，一个返回语句会隐式地将返回操作的值赋值给结果变量，一个复合类型的字面量也会产生赋值行为。
不管是隐式还是显式地赋值，在赋值语句左边的变量和右边最终的求到的值必须有相同的数据类型。更直白地说，只有右边的值对于左边的变量是可赋值的，赋值语句才是允许的。
3.5 类型
变量或表达式的类型定义了对应存储值的属性特征
type 类型名字 底层类型
类型声明语句一般出现在包一级，因此如果新创建的类型名字的首字符大写，则在包外部也可以使用。
package main
import "fmt"
type Celsius float64 // 摄氏温度
type Fahrenheit float64 // 华氏温度
const (
AbsoluteZeroC Celsius = -273.15 // 绝对零度
FreezingC Celsius = 0 // 结冰点温度
BoilingC Celsius = 100 // 沸水温度
)
func CToF(c Celsius) Fahrenheit { return Fahrenheit(c*9/5 + 32) }
func FToC(f Fahrenheit) Celsius { return Celsius((f - 32) * 5 / 9) }
func main() {
fmt.Println(CToF(AbsoluteZeroC))
fmt.Println(CToF(FreezingC))
fmt.Println(CToF(BoilingC))
fmt.Println("==================")
fmt.Println(FToC(FreezingF))
}
比较运算符==和<也可以用来比较一个命名类型的变量和另一个有相同类型的变量，或有着相同底层类型的未命名类型的值之间做比较。但是如果两个值有着不同的类型，则不能直接进行比较
var c Celsius
var f Fahrenheit
fmt.Println(c == 0) // "true"
fmt.Println(f >= 0) // "true"
fmt.Println(c == f) // compile error: type mismatch
fmt.Println(c == Celsius(f)) // "true"!
3.6 包和文件
Go语言中的包和其他语言的库或模块的概念类似，目的都是为了支持模块化、封装、单独编译和代码重用。
1. 包的导入
除了包的导入路径，每个包还有一个包名，包名一般是短小的名字（并不要求包名是唯一的），包名在包的声明处指定。按照惯例，一个包的名字和包的导入路径的最后一个字段相同，导入语句将导入的包绑定到一个短小的名字，然后通过该短小的名字就可以引用包中导出的全部内容。
如果导入了一个包，但是又没有使用该包将被当作一个编译错误处理。这种强制规则可以有效减少不必要的依赖
2. 包的初始化
包的初始化首先是解决包级变量的依赖顺序，然后按照包级变量声明出现的顺序依次初始化
var a = b + c // a 第三个初始化, 为 3
var b = f() // b 第二个初始化, 为 2, 通过调用 f (依赖c)
var c = 1 // c 第一个初始化, 为 1
func f() int { return c + 1 }
3.7 作用域
声明语句的作用域是指源代码中可以有效使用这个名字的范围。
声明语句的作用域对应的是一个源代码的文本区域；它是一个编译时的属性。一个变量的生命周期是指程序运行时变量存在的有效时间段，在此时间区域内它可以被程序的其他部分引用；是一个运行时的概念。
声明语句对应的词法域决定了作用域范围的大小。对于内置的类型、函数和常量，比如int、len和true等是在全局作用域的，因此可以在整个程序中直接使用。任何在函数外部（也就是包级语法域）声明的名字可以在同一个包的任何源文件中访问的。对于导入的包，例如tempconv导入的fmt包，则是对应源文件级的作用域，因此只能在当前的文件中访问导入的fmt包，当前包的其它源文件无法访问在当前源文件导入的包。还有许多声明语句，比如tempconv.CToF函数中的变量c，则是局部作用域的，它只能在函数内部（甚至只能是局部的某些部分）访问。
func main() {
x := "hello!"
for i := 0; i < len(x); i++ {
x := x[i]
if x != '!' {
x := x + 'A' - 'a'
fmt.Printf("%c", x) // "HELLO" (one letter per iteration)
}
}
}
func main() {
x := "hello"
for _, x := range x {
x := x + 'A' - 'a'
fmt.Printf("%c", x) // "HELLO" (one letter per iteration)
}
}
