Go语言入门笔记（一）| 青训营

Kalng
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一、GO上手

1.1 运行环境

看到这篇文章，希望你的go环境已经配置好了。如果没有，也没关系，这里给出一个在线Go运行环境。

1.2 编写运行hello,world

让我们以输出hello world！来上手Go吧！

1.2.1 创建hello.go文件，编写代码

创将一个hello.go文件，写入以下代码：

 package main
 ​
 import "fmt"
 ​
 func main() {
     fmt.Println("Hello, World!")
 }

1.2.2 运行hello.go

  • 现在我们已经编写好源码文件呢？如何运行呢？

go run hello.go ，运行go程序。 细心点会发现，文件目录下没有生成可执行文件，例如hello.exe等。

go run 是 go语言的标准命令之一。

image.png

  • go run 命令做了那些工作呢，使我们的.go源文件运行起来呢？

    Go语言是编译型语言，区别于解释型语言。编译型语言和解释型语言的最大的区别是前者生成可执行文件，后者不生成。常见的编译型语言还有C、C++，常见的解释型语言有python、JavaScript等。

    由于Go语言是编译型语言，所以go run指令可以看成分两步完成。第一，编译链接生成二进制可执行程序。第二步，执行。

    • go run 命令可以简单的分两步：编译、运行。
    • 对于编译，go语言同样为我们提供了一个命令，go build。
    • 编译：go build hello.go 运行后会生成可执行文件 hello.exe。如果想更深入的了解go build的命令，可以用 go help build 查看go build命令的使用详解。
    • 执行：命令行输入./hello.exe运行程序

  • 详细的编译过程，我们可以借助指令go build -n hello.go 。 -n 的意思是打印go build命令编译文件时用到的命令，但并不执行它们。

1.3 go build详细过程

输入命令：go build -n hello.go，查看go build命令的执行过程。

过程看起来很乱，仔细观看下来可以发现主要由几部分组成，分别是：

  • 创建临时目录，mkdir -p $WORK/b001/;
  • 查找依赖信息，cat >$WORK/b001/importcfg << ...;
  • 执行源代码编译，... compile ...;
  • 收集链接库文件，cat >$WORK/b001/importcfg.link << ...;
  • 生成可执行文件，... link.exe -o ...;
  • 移动可执行文件，mv $WORK\b001\exe\a.out.exe hello.exe;

注意：其中$WORK 是指配置的$GOPATH路径。查看关于go的环境变量，可以用命令 go env 。

整个go build过程如下面流程：

image.png 确实和C++编译过程很像，毕竟Go和C++都是编译型语言。

整个编译、链接过程都是在临时目录中进行的，最后将生成的可执行文件移动到源文件同级目录下。

1.4 go run详细过程

输入命令：go run -n hello.go，查看go run命令的执行过程。

仔细观看下来可以发现也是主要由几部分组成，分别是：

  • 创建临时目录，mkdir -p $WORK/b001/;
  • 查找依赖信息，cat >$WORK/b001/importcfg << ...;
  • 执行源代码编译，... compile ...;
  • 收集链接库文件，cat >$WORK/b001/importcfg.link << ...;
  • 生成可执行文件，... link.exe -o ...;
  • 执行可执行文件，$WORK\b001\exe\hello.exe

1.4.1 go run 不“生成”可执行文件

go run与go build 命令执行过程的区别，主要是在最后一步。go build在最后一步将可执行文件hello.exe从临时目录移动到源文件的同级目录，而go run命令不移动可执行文件，而是直接执行hello.exe。

这也就使得go run命令生成的可执行文件hello.exe，在运行后，会随临时目录$WORK/b001/删除。

1.4.2 go run与go build 的关系

宏观上，两条指令存在以下等价关系：

 go run hello.go    // 编译运行
 ​
 // 等价于以下命令
 go build hello.go // 编译
 ./hello.exe      // 运行
 rm ./hello.exe   // 删除可执行文件

二、详解Go语言文件

以上面的hello.go程序为例：

 package main
 ​
 import "fmt"
 ​
 func main() {
     fmt.Println("Hello, World!")
 }

大致可分为三部分：

  • 定义包名。package
  • 导入包。 import
  • 编写函数。

2.1 定义包

2.1.1 包的概念

包（package）是Go语言实现代码复用的重要手段。包的存在可以让工程师只关心包中有用的函数，而其他大多数的函数都不需要去关心。

Go语言自带了100多个标准包，常用的官方标准包有fmt、net/http、io、log等等。

2.1.2 包和go源文件

  • 所有的.go文件都会声明包名。格式为 package 包名
  • 包中可以有多个.go源文件
  • 任意的.go源文件只能声明在一个包下。

2.1.3 包名和目录名

windows系统中有目录、文件的概念，Go语言又有包的概念，有何联系呢？

  • 包名声明在.go的源文件中。.go的源文件存放在目录中。
  • 同一目录下可以存放多个.go源文件，这些源文件声明的包名是相同的，即同一目录下的go源文件，属于同一个包。
  • 一般来说，我们常用目录名来定义包名。但用package声明包名时，也不一定非要和源文件所处的目录名相同。

2.1.4 包的命名规范

  • 包名尽可能与它所在的目录名保持一致，不要与标准包名冲突。
  • 包名一般为小写。
  • 简短而有意义，避免没有意义的包名。
  • 避免不必要的包名冲突。不同目录中，可能含有相同的包名。

2.1.5 main包

一个可执行的go项目，一定会有一个main包，即一定存在个.go文件声明的包名为package main。并且，main包，一定定义了一个名为main的函数，main函数，是整个go语言项目的入口地址。和C/C++的main函数的作用很相似。

2.2 导包

分两类包：官方标准包、自定义包 官方的包存放在：$GOROOT/src目录下 自定义的包：一般存放在$GOPATH/src目录下。当然，自定义包可以存放在任意位置，关键是导包的时候能找到此包。

导包借助import关键字。导包，就是给出包的路径，然go语言编译的时候能够找到包，并使用包中的函数。

注意：Go语言导入的包必须在程序内用到，否则编译无法通过。

2.2.1 两种包管理方式

GOPATH方式

旧版包管理方式。Go1.11之前常使用。就是配置一个GO工作目录，路径为$GOPATH。自定义的包要放在$GOPATH/src下。

GO MOD方式

新版包管理方式。Go1.11推出。对包的创建位置没有限制。

模式切换

通过命令设置环境变量即可。

 // 使用旧版 $GOPATH 方式
 go env -w GO111MODULE=off
 ​
 // 使用新版 GO MOD 方式
 go env -w GO111MODULE=on
 ​
 // 两种方式，视情况选择一种
 go env -w GO111MODULE=auto
 // // 何种情况选择 GO MOD
     // 1. 项目不在 $GOPATH 目录下
     // 2. 项目中含有go.mod文件

包搜索方式

import "fmt" 是如何根据fmt找到包的呢？

GOPATH方式

  • 搜索$GOROOT/src目录，查找名为fmt的包。找到，则结束。否则进行下一步。
  • 继续在$GOPATH/src 目录下找。如果还找不到，则报错。

GO MOD方式

首先需要go mod init 模块名初始化，此时会创建一个go.mod文件，go mod模式正式开启。

  • 搜索$GOROOT/src目录，查找名为fmt的包。找到，则结束。否则进行下一步。
  • 继续寻找。此时包的路径为 “模块名/包名”。
  •  // hello 模块
 hello
 ├── huft
      ├── mathclass
         └── test.go
      ├── demo1.go
 hello.go
 go.mod
 ​
 // 此时你在hello.go的导包路径
 import (
     "hello/huft"
     "hello/huft/mathclass"
 )

注意：$GoROOT和$GOPATH 可通过go env 命令查看。

2.2.2 引用格式

I、标准引用

 import "fmt"
 ​
 import (   
     "fmt"
     "log"
 )

II、别名引入

 import F "fmt"
     
 import (
     F "fmt"
     l "log"
 )

给包fmt起了别名F，用F. 代替fmt.前缀。

注意：别名仅在当前文件中有效，即便是同一个包下的其他11文件导入相同包也不可以直接使用别名，除非其他文件导入时取了同样的别名。

III、省略引用当时

 import . "fmt"

命名空间合并，fmt包中的可导出元素不加fmt.前缀直接访问。

IV、仅执行包初始化init函数

 import  _ "fmt"

init初始化函数是编译的时候调用的，开发人员不可以在代码中调用。比如，fmt.Println可以直接用Println代替。

2.2.3 包中元素的访问权限

包中成员以名称首字母大小写决定访问权限。

  • 首字母大写，可被包外访问；
  • 首字母小写，仅包内成员可以访问；

参考

GO笔记之详解GO的编译执行流程

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