第二章 程序结构
2.1 命名
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。
25个关键字：
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
30多个预定义的名字:
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。
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。包本身的名字一般总是用小写字母。
在习惯上，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。
2.2 声明
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。
package main
import "fmt"
func main() {
const boilingF = 212.0
var f = boilingF
var c = (f - 32) * 5 / 9
fmt.Printf("boiling point = %g°F or %g°C\n", f, c)
}
输出:
boiling point = 212°F or 100°C
其中常量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。
2.3 变量
变量声明：var 变量名字 类型 = 表达式
可以省略 “类型” 或者 “= 表达式”。如果省略 “类型”，将根据初始化表达式来推导变量的类型信息。如果 “= 表达式” 被省略，根据 “类型” 的零值初始化变量，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。
var s string // string
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)
2.3.1 简短变量声明
名字 := 表达式
i := 100 // int
var boiling float 64 = 100 // float64
var names [] string
var err error
var p Point
i, j := 0, 1 // int, int；声明和初始化一组变量
“:=”是一个变量声明语句，而“=”是一个变量赋值操作：
i, j = j, i // 交换 i 和 j 的值
特殊：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就只有赋值行为了。
in, err := os.Open(infile) // 声明并赋值 in 和 err
// ...
out, err := os.Create(outfile) // 声明并赋值 out, 赋值 err
简短变量声明语句中必须至少要声明一个新的变量，下面的代码将不能编译通过：
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。
2.3.2 指针
变量： 一个变量对应一个保存了变量对应类型值的内存空间
指针： 一个指针的值是另一个变量的地址。
package main
import "fmt"
func main() {
var x int = 1
var p *int = &x // p 指针保存了 x 变量的内存地址；p 指针指向变量 x
fmt.Println(*p) // *p 表达式对应p指针指向的变量的值
*p = 2 //
fmt.Println(*p)
fmt.Println(x) // "2"
}
输出：
1
2
2
任何类型的指针的 零值 都是 nil
2.3.3 new函数
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"
2.3.4 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。
for t := 0.0; t < cycles*2*math.Pi; t += res {
x := math.Sin(t)
y := math.Sin(t*freq + phase)
img.SetColorIndex(size+int(x*size+0.5), size+int(y*size+0.5),
blackIndex)
}
译注：函数的右小括弧也可以另起一行缩进，同时为了防止编译器在行尾自动插入分号而导致的编译错误，可以在末尾的参数变量后面显式插入逗号。像下面这样：
for t := 0.0; t < cycles*2*math.Pi; t += res {
x := math.Sin(t)
y := math.Sin(t*freq + phase)
img.SetColorIndex(
size+int(x*size+0.5), size+int(y*size+0.5),
blackIndex, // 最后插入的逗号不会导致编译错误，这是Go编译器的一个特性
) // 小括弧另起一行缩进，和大括弧的风格保存一致
}
在每次循环的开始会创建临时变量t，然后在每次循环迭代中创建临时变量x和y。
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
func f() {
var x int
x = 1
global = &x
}
func g() {
y := new(int)
*y = 1
}
f函数里的x变量必须在堆上分配，因为它在函数退出后依然可以通过包一级的global变量找到（指针： 一个指针的值是另一个变量的地址。所以x不会被回收），虽然它是在函数内部定义的；用Go语言的术语说，这个x局部变量从函数f中逃逸了。相反，当g函数返回时，变量*y将是不可达的，也就是说可以马上被回收的。因此，*y并没有从函数g中逃逸，编译器可以选择在栈上分配*y的存储空间（译注：也可以选择在堆上分配，然后由Go语言的GC回收这个变量的内存空间），虽然这里用的是new方式。其实在任何时候，你并不需为了编写正确的代码而要考虑变量的逃逸行为，要记住的是，逃逸的变量需要额外分配内存，同时对性能的优化可能会产生细微的影响。
2.4 变量
2.4.1 元组赋值
元组赋值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。
// 计算两个整数值的的最大公约数（GCD）：
func gcd(x, y int) int {
for y != 0 {
x, y = y, x%y
}
return x
}
// 计算斐波纳契数列（Fibonacci）的第N个数：
func fib(n int) int {
x, y := 0, 1
for i := 0; i < n; i++ {
x, y = y, x+y
}
return x
}
当一个函数调用出现在元组赋值右边的表达式中时（译注：右边不能再有其它表达式），左边变量的数目必须和右边一致。
f, err = os.Open("foo.txt") // function call returns two values
这类函数会用额外的返回值来表达某种错误类型
map查找（§4.3）、类型断言（§7.10）或通道接收（§8.4.2）出现在赋值语句的右边，它们都可能会产生两个结果，有一个额外的布尔结果表示操作是否成功：
v, ok = m[key] // map lookup
v, ok = x.(T) // type assertion
v, ok = <-ch // channel receive
译注：map查找（§4.3）、类型断言（§7.10）或通道接收（§8.4.2）出现在赋值语句的右边时，并不一定是产生两个结果，也可能只产生一个结果。对于只产生一个结果的情形，map查找失败时会返回零值，类型断言失败时会发生运行时panic异常，通道接收失败时会返回零值（阻塞不算是失败）。例如下面的例子：
v = m[key] // map查找，失败时返回零值
v = x.(T) // type断言，失败时panic异常
v = <-ch // 管道接收，失败时返回零值（阻塞不算是失败）
_, ok = m[key] // map返回2个值
_, ok = mm[""], false // map返回1个值
_ = mm[""] // map返回1个值
用下划线空白标识符_来丢弃不需要的值。
2.4.2 可赋值性
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（§4.2）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。
规则：类型必须完全匹配，nil可以赋值给任何指针或引用类型的变量。常量（§3.6）则有更灵活的赋值规则，因为这样可以避免不必要的显式的类型转换。
2.5 类型
一个类型声明语句创建了一个新的类型名称，和现有类型具有相同的底层结构。新命名的类型提供了一个方法，用来分隔不同概念的类型，这样即使它们底层类型相同也是不兼容的。
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 tempconv performs Celsius and Fahrenheit temperature computations.
package tempconv
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) } // 显示转型操作
func FToC(f Fahrenheit) Celsius { return Celsius((f - 32) * 5 / 9) } // 显示转型操作
两种类型：Celsius和Fahrenheit分别对应不同的温度单位。它们虽然有着相同的底层类型float64，但是它们是不同的数据类型，因此它们不可以被相互比较或混在一个表达式运算。刻意区分类型，可以避免一些像无意中使用不同单位的温度混合计算导致的错误；因此需要一个类似Celsius(t)或Fahrenheit(t)形式的显式转型操作才能将float64转为对应的类型。Celsius(t)和Fahrenheit(t)是类型转换操作，它们并不是函数调用。类型转换不会改变值本身，但是会使它们的语义发生变化。另一方面，CToF和FToC两个函数则是对不同温度单位下的温度进行换算，它们会返回不同的值。
对于每一个类型T，都有一个对应的类型转换操作T(x)，用于将x转为T类型（译注：如果T是指针类型，可能会需要用小括弧包装T，比如(*int)(0)）。只有当两个类型的底层基础类型相同时，才允许这种转型操作，或者是两者都是指向相同底层结构的指针类型，这些转换只改变类型而不会影响值本身。如果x是可以赋值给T类型的值，那么x必然也可以被转为T类型，但是一般没有这个必要。
底层数据类型决定了内部结构和表达方式，也决定是否可以像底层类型一样对内置运算符的支持。
fmt.Printf("%g\n", BoilingC-FreezingC) // "100" °C
boilingF := CToF(BoilingC)
fmt.Printf("%g\n", boilingF-CToF(FreezingC)) // "180" °F
fmt.Printf("%g\n", boilingF-FreezingC) // compile error: type mismatch
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"!
2.6 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。一个包的源代码保存在一个或多个以.go为文件后缀名的源文件中，通常一个包所在目录路径的后缀是包的导入路径；例如包gopl.io/ch1/helloworld对应的目录路径是$GOPATH/src/gopl.io/ch1/helloworld。
包还可以让我们通过控制哪些名字是外部可见的来隐藏内部实现信息。在Go语言中，一个简单的规则是：如果一个名字是大写字母开头的，那么该名字是导出的（译注：因为汉字不区分大小写，因此汉字开头的名字是没有导出的）。
把变量的声明、对应的常量，还有方法都放到tempconv.go源文件中：
// Package tempconv performs Celsius and Fahrenheit conversions.
package tempconv
import "fmt"
type Celsius float64
type Fahrenheit float64
const (
AbsoluteZeroC Celsius = -273.15
FreezingC Celsius = 0
BoilingC Celsius = 100
)
func (c Celsius) String() string { return fmt.Sprintf("%g°C", c) }
func (f Fahrenheit) String() string { return fmt.Sprintf("%g°F", f) }
转换函数则放在另一个conv.go源文件中：
package tempconv
// CToF converts a Celsius temperature to Fahrenheit.
func CToF(c Celsius) Fahrenheit { return Fahrenheit(c*9/5 + 32) }
// FToC converts a Fahrenheit temperature to Celsius.
func FToC(f Fahrenheit) Celsius { return Celsius((f - 32) * 5 / 9) }
每个源文件都是以包的声明语句开始，用来指明包的名字。当包被导入的时候，包内的成员将通过类似tempconv.CToF的形式访问。而包级别的名字，例如在一个文件声明的类型和常量，在同一个包的其他源文件也是可以直接访问的，就好像所有代码都在一个文件一样。要注意的是tempconv.go源文件导入了fmt包，但是conv.go源文件并没有，因为这个源文件中的代码并没有用到fmt包。
在每个源文件的包声明前紧跟着的注释是包注释（§10.7.4）。通常，包注释的第一句应该先是包的功能概要说明。一个包通常只有一个源文件有包注释（译注：如果有多个包注释，目前的文档工具会根据源文件名的先后顺序将它们链接为一个包注释）。如果包注释很大，通常会放到一个独立的doc.go文件中。
2.6.1 导入包
在Go语言程序中，每个包都有一个全局唯一的导入路径。导入语句中类似"gopl.io/ch2/tempconv"的字符串对应包的导入路径。Go语言的规范并没有定义这些字符串的具体含义或包来自哪里，它们是由构建工具来解释的。当使用Go语言自带的go工具箱时（第十章），一个导入路径代表一个目录中的一个或多个Go源文件。
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，例如gopl.io/ch2/tempconv包的名字一般是tempconv。
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，虽然在调试期间可能会让人讨厌，因为删除一个类似log.Print("got here!")的打印语句可能导致需要同时删除log包导入声明，否则，编译器将会发出一个错误。在这种情况下，我们需要将不必要的导入删除或注释掉。
不过有更好的解决方案，我们可以使用golang.org/x/tools/cmd/goimports导入工具，它可以根据需要自动添加或删除导入的包；许多编辑器都可以集成goimports工具，然后在保存文件的时候自动运行。类似的还有gofmt工具，可以用来格式化Go源文件。
2.6.2 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 }
如果包中含有多个.go源文件，它们将按照发给编译器的顺序进行初始化，Go语言的构建工具首先会将.go文件根据文件名排序，然后依次调用编译器编译。
对于在包级别声明的变量，如果有初始化表达式则用表达式初始化，还有一些没有初始化表达式的，例如某些表格数据初始化并不是一个简单的赋值过程。在这种情况下，我们可以用一个特殊的init初始化函数来简化初始化工作。每个文件都可以包含多个init初始化函数
func init() { /* ... */
这样的init初始化函数除了不能被调用或引用外，其他行为和普通函数类似。在每个文件中的init初始化函数，在程序开始执行时按照它们声明的顺序被自动调用。
每个包在解决依赖的前提下，以导入声明的顺序初始化，每个包只会被初始化一次。因此，如果一个p包导入了q包，那么在p包初始化的时候可以认为q包必然已经初始化过了。初始化工作是自下而上进行的，main包最后被初始化。以这种方式，可以确保在main函数执行之前，所有依赖的包都已经完成初始化工作了。
