Golang 函数详解目录函数定义函数的调用函数参数函数返回值函数变量作用域函数类型与变量高阶函数匿名函

主讲教师：（大地）合作网站：www.itying.com （IT营）我的专栏：www.itying.com/category-79…

1、函数定义

函数是组织好的、可重复使用的、用于执行指定任务的代码块。本文介绍了 Go 语言中函数的相关内容。

Go 语言中支持：函数、匿名函数和闭包

Go 语言中定义函数使用 func 关键字，具体格式如下：

func 函数名(参数) 返回值 {
    函数体
}

其中：

函数名：由字母、数字、下划线组成。但函数名的第一个字母不能是数字。在同一个包内，函数名也不能重名。
参数：参数由参数变量和参数变量的类型组成，多个参数之间使用 , 分隔。
返回值：返回值由返回值变量和其变量类型组成，也可以只写返回值的类型，多个返回值必须用 () 包裹，并用 , 分隔。
函数体：实现指定功能的代码块。

我们先来定义一个求两个数之和的函数：

func intSum(x int, y int) int {
    return x + y
}

函数的参数和返回值都是可选的，例如我们可以实现一个既不需要参数也没有返回值的函数：

func sayHello() {
    fmt.Println("Hello IT营")
}

2、函数的调用

定义了函数之后，我们可以通过 函数名() 的方式调用函数。例如我们调用上面定义的两个函数，代码如下：

func main() {
    sayHello()
    ret := intSum(10, 20)
    fmt.Println(ret)
}

注意： 调用有返回值的函数时，可以不接收其返回值。

3、函数参数

类型简写

函数的参数中如果相邻变量的类型相同，则可以省略类型，例如：

func intSum(x, y int) int {
    return x + y
}

上面的代码中，intSum 函数有两个参数，这两个参数的类型均为 int，因此可以省略 x 的类型，因为 y 后面有类型说明，x 参数也是该类型。

可变参数

可变参数是指函数的参数数量不固定。Go 语言中的可变参数通过在参数名后加 ... 来标识。

注意： 可变参数通常要作为函数的最后一个参数。

举个例子：

func intSum2(x ...int) int {
    fmt.Println(x) // x 是一个切片
    sum := 0
    for _, v := range x {
        sum = sum + v
    }
    return sum
}

固定参数搭配可变参数使用时，可变参数要放在固定参数的后面，示例代码如下：

func intSum3(x int, y ...int) int {
    fmt.Println(x, y)
    sum := x
    for _, v := range y {
        sum = sum + v
    }
    return sum
}

调用上述函数：

ret5 := intSum3(100)
ret6 := intSum3(100, 10)
ret7 := intSum3(100, 10, 20)
ret8 := intSum3(100, 10, 20, 30)
fmt.Println(ret5, ret6, ret7, ret8) // 100 110 130 160

本质上，函数的可变参数是通过切片来实现的。

4、函数返回值

Go 语言中通过 return 关键字向外输出返回值。

函数多返回值

Go 语言中函数支持多返回值，函数如果有多个返回值时必须用 () 将所有返回值包裹起来。

举个例子：

func calc(x, y int) (int, int) {
    sum := x + y
    sub := x - y
    return sum, sub
}

返回值命名

函数定义时可以给返回值命名，并在函数体中直接使用这些变量，最后通过 return 关键字返回。

例如：

func calc(x, y int) (sum, sub int) {
    sum = x + y
    sub = x - y
    return
}

5、函数变量作用域

全局变量

全局变量是定义在函数外部的变量，它在程序整个运行周期内都有效。在函数中可以访问到全局变量。

package main

import "fmt"

// 定义全局变量 num
var num int64 = 10

func testGlobalVar() {
    fmt.Printf("num=%d\n", num) // 函数中可以访问全局变量 num
}

func main() {
    testGlobalVar() // num=10
}

局部变量

局部变量是函数内部定义的变量，函数内定义的变量无法在该函数外使用。

1、函数内定义的变量无法在该函数外使用

例如下面的示例代码 main 函数中无法使用 testLocalVar 函数中定义的变量 x：

func testLocalVar() {
    // 定义一个函数局部变量 x，仅在该函数内生效
    var x int64 = 100
    fmt.Printf("x=%d\n", x)
}

func main() {
    testLocalVar()
    // fmt.Println(x) // 此时无法使用变量 x
}

2、如果局部变量和全局变量重名，优先访问局部变量

package main

import "fmt"

// 定义全局变量 num
var num int64 = 10

func testNum() {
    num := 100
    fmt.Printf("num=%d\n", num) // 函数中优先使用局部变量
}

func main() {
    testNum() // num=100
}

语句块定义的变量

通常我们会在 if 条件判断、for 循环、switch 语句上使用这种定义变量的方式。

func testLocalVar2(x, y int) {
    fmt.Println(x, y) // 函数的参数也是只在本函数中生效
    if x > 0 {
        z := 100 // 变量 z 只在 if 语句块生效
        fmt.Println(z)
    }
    // fmt.Println(z) // 此处无法使用变量 z
}

for 循环语句中定义的变量，也是只在 for 语句块中生效：

func testLocalVar3() {
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(i) // 变量 i 只在当前 for 语句块中生效
    }
    // fmt.Println(i) // 此处无法使用变量 i
}

6、函数类型与变量

定义函数类型

我们可以使用 type 关键字来定义一个函数类型，具体格式如下：

type calculation func(int, int) int

上面语句定义了一个 calculation 类型，它是一种函数类型，这种函数接收两个 int 类型的参数并且返回一个 int 类型的返回值。

简单来说，凡是满足这个条件的函数都是 calculation 类型的函数，例如下面的 add 和 sub 是 calculation 类型。

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func sub(x, y int) int {
    return x - y
}

add 和 sub 都能赋值给 calculation 类型的变量。

var c calculation
c = add

函数类型变量

我们可以声明函数类型的变量并且为该变量赋值：

func main() {
    var c calculation // 声明一个 calculation 类型的变量 c
    c = add           // 把 add 赋值给 c
    fmt.Printf("type of c:%T\n", c) // type of c:main.calculation
    // c 指定了类型为calculation
    fmt.Println(c(1, 2))            // 像调用 add 一样调用 c

    f := add          // 将函数 add 赋值给变量 f
    fmt.Printf("type of f:%T\n", f) // type of f:func(int, int) int
    // f没指定类型，所以打印func(int, int) int
    fmt.Println(f(10, 20))          // 像调用 add 一样调用 f
}

7、高阶函数

高阶函数分为函数作为参数和函数作为返回值两部分。

函数作为参数

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func calc(x, y int, op func(int, int) int) int {
    return op(x, y)
}

func main() {
    ret2 := calc(10, 20, add)
    fmt.Println(ret2) // 30
}

函数作为返回值

package main

import "fmt"

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func sub(x, y int) int {
    return x - y
}

func do(s string) func(int, int) int {
    switch s {
    case "+":
        return add
    case "-":
        return sub
    default:
        return nil
    }
}

func main() {
    var a = do("+")
    fmt.Println(a(10, 20)) // 30
}

8、匿名函数和闭包

匿名函数

函数当然还可以作为返回值，但是在 Go 语言中函数内部不能再像之前那样定义函数了，只能定义匿名函数。

匿名函数就是没有函数名的函数，匿名函数的定义格式如下：

func(参数) 返回值 {
    函数体
}

匿名函数因为没有函数名，所以没办法像普通函数那样调用，所以匿名函数需要保存到某个变量或者作为立即执行函数：

func main() {
    // 将匿名函数保存到变量
    add := func(x, y int) {
        fmt.Println(x + y)
    }
    add(10, 20) // 通过变量调用匿名函数

    // 自执行函数：匿名函数定义完加 () 直接执行
    func(x, y int) {
        fmt.Println(x + y)
    }(10, 20)
}

匿名函数多用于实现回调函数和闭包。

递归练习

// 递归实现1-n的和
func fn2(n int) int {
    if n > 1 {
        return n + fn2(n-1)
    } else {
        return 1
    }
}

// 递归实现n的阶乘

func fn3(n int) int {
    if n > 1 {
        return n * fn3(n-1)
    } else {
        return 1
    }
}

闭包

闭包可以理解成 "定义在一个函数内部的函数"。在本质上，闭包是将函数内部和函数外部连接起来的桥梁。或者说是函数和其引用环境的组合体。

首先我们来看一个例子：

func adder() func(int) int {
    var x int
    return func(y int) int {
        x += y
        return x
    }
}

func main() {
    var f = adder()
    fmt.Println(f(10)) // 10
    fmt.Println(f(20)) // 30
    fmt.Println(f(30)) // 60

    f1 := adder()
    fmt.Println(f1(40)) // 40
    fmt.Println(f1(50)) // 90
}

变量 f 是一个函数并且它引用了其外部作用域中的 x 变量，此时 f 就是一个闭包。在 f 的生命周期内，变量 x 也一直有效。

闭包的作用

全局变量特点：
1、常驻内存
2、污染全局

局部变量的特点：
1、不常驻内存
2、不污染全局

闭包的作用：
1、可以让一个变量常驻内存
2、可以让一个变量不污染全局

1、闭包是指有权访问另一个函数作用域中的变量的函数。
2、创建闭包的常见的方式就是在一个函数内部创建另一个函数，通过另一个函数访问这个函数的局部变量。

注意：由于闭包里作用域返回的局部变量资源不会被立刻销毁回收，所以可能会占用更多的内存。过度使用闭包会导致性能下降，建议在非常有必要的时候才使用闭包。

9、defer 语句

Go 语言中的 defer 语句会将其后面跟随的语句进行延迟处理。在 defer 归属的函数即将返回时，将延迟处理的语句按 defer 定义的逆序进行执行，也就是说，先被 defer 的语句最后被执行，最后被 defer 的语句，最先被执行。

示例

func main() {
    fmt.Println("start")
    defer fmt.Println(1)
    defer fmt.Println(2)
    defer fmt.Println(3)
    fmt.Println("end")
    
    // start
    // end
    // 3
    // 2
    // 1
}

由于 defer 语句延迟调用的特性，所以 defer 语句能非常方便的处理资源释放问题。比如：资源清理、文件关闭、解锁及记录时间等。

defer 执行时机

在 Go 语言的函数中 return 语句在底层并不是原子操作，它分为给返回值赋值和 RET 指令两步。而 defer 语句执行的时机就在返回值赋值操作后，RET 指令执行前。

defer小试牛刀

题目1

func f1() int {
    x := 5
    defer func() {
        x++
    }()
    return x
}

// 结果5

返回值类型：这是一个非命名返回值（int）。
执行过程：当执行到 return x 时，Go 编译器会将其拆解为两步。第一步，将局部变量 x 的当前值（5）拷贝给一个隐藏的返回值变量。第二步，执行 defer 函数。
defer 行为：defer 中的闭包捕获了局部变量 x 的内存地址，执行 x++ 后，局部变量 x 变成了 6。
最终结果：虽然局部变量 x 变成了 6，但第一步中拷贝给隐藏返回值变量的值依然是 5。因此最终返回 5。

题目2

func f2() (x int) {
    defer func() {
        x++
    }()
    return x
}

// 结果1

返回值类型：这是一个命名返回值（(x int)）。
执行过程：因为 x 是命名返回值，它在函数初始化时就被创建，默认值为 0。当执行 return x 时，Go 将 x 的值（0）赋给返回值（因为 x 本身就是返回值，相当于原地赋值）。
defer 行为：接着执行 defer，闭包捕获的正是这个命名返回值 x 的内存地址。执行 x++ 后，x 的值从 0 变成了 1。
最终结果：因为返回值和 x 是同一块内存，所以最终返回 1。

题目3

func f3() (x int) {
    defer func() {
        x++
    }()
    return 5
}

// 结果6

返回值类型：这也是一个命名返回值（(x int)）。
执行过程：当执行到 return 5 时，Go 编译器会将常量 5 赋值给命名返回值 x。此时 x 的值变成了 5。
defer 行为：接着执行 defer，闭包捕获了命名返回值 x 的内存地址，执行 x++ 后，x 的值从 5 变成了 6。
最终结果：返回值就是 x 本身，因此最终返回 6。

题目4

func f4() (y int) {
    x := 5
    defer func() {
        x++
    }()
    return x
}

// 结果5

返回值类型：这是一个命名返回值，但注意，返回值是 y，而不是 x。
执行过程：当执行 return x 时，Go 会将局部变量 x 的值（5）拷贝给命名返回值 y。
defer 行为：接着执行 defer，闭包捕获的是局部变量 x 的内存地址，执行 x++ 后，局部变量 x变成了 6。
最终结果：defer 修改的是局部变量 x，并没有修改命名返回值 y。y 的值依然是之前拷贝过来的 5。因此最终返回 5。

题目5

func f5() (x int) {
    defer func(x int) {
        x++
    }(x)
    return 5
}

// 结果5

核心考点：这道题考察的是 defer 参数的求值时机。
执行过程：Go 语言规定，在 defer 语句被解析（注册）时，其函数的所有参数会立即被求值并拷贝保存。当执行到 defer func(x int){...}(x) 这一行时，外部的命名返回值 x 当前值为 0。所以，这个 0 被立即拷贝给了 defer 函数内部的局部参数 x。
后续行为：随后执行 return 5，将 5 赋值给外部的命名返回值 x。
defer 行为：函数退出前执行 defer，里面的 x++ 修改的是 defer 函数自己接收到的那个局部参数（从 0 变成了 1），它和外部的命名返回值 x 毫无关系。
最终结果：外部的返回值依然是 5。

总结

在 Go 语言的底层，return 不是一个原子操作。如果我们将 return val 的底层执行过程拆解为完整的三步，准确的汇编级逻辑正是：

defer函数参数立即求值：在 defer 语句被解析（注册）时，其函数的所有参数会立即被求值并拷贝保存
① 赋值阶段：将 val 的值赋值给返回值（如果是非命名返回值，则拷贝给隐藏的返回值变量；如果是命名返回值，则赋值给对应的命名变量）。
② defer 阶段：执行所有注册的 defer 函数（按照 FILO 后进先出的顺序）。
③ 返回阶段：将最终的返回值从当前函数的栈帧中弹出（RET 指令），交还给调用方。

正是因为 ① 和 ③ 之间插入了 ②（defer 的执行），才给了 defer 函数一个“插手”的机会：

如果 defer 修改的是命名返回值，那么在第 ③ 步真正返回时，调用方拿到的就是被修改后的新值。
如果 defer 修改的是局部变量，那么在第 ① 步赋值给返回值时，值就已经被“锁定”或“拷贝”了，第 ② 步的修改无法影响第 ③ 步的返回结果。

题目6

func calc(index string, a, b int) int {
    ret := a + b
    fmt.Println(index, a, b, ret)
    return ret
}

func main() {
    x := 1
    y := 2
    defer calc("AA", x, calc("A", x, y))
    x = 10
    defer calc("BB", x, calc("B", x, y))
    y = 20
}

这段代码的输出结果是：

A 1 2 3
B 10 2 12
BB 10 12 22
AA 1 3 4

这道题非常经典，它考察了 Go 语言中 defer 的两个核心机制：

参数的求值时机：defer 语句在注册时，就会立即对所有参数进行求值。
函数的执行顺序：defer 注册的函数，会在当前函数即将返回时，按照 FILO（后进先出） 的顺序依次执行。

下面为你详细拆解执行过程：

第一步：初始状态

x := 1
y := 2

此时，x = 1，y = 2。

第二步：遇到第一个 defer

defer calc("AA", x, calc("A", x, y))

根据“参数立即求值”原则，Go 会立即从内向外计算参数：

先计算内层 calc("A", x, y)：此时 x=1, y=2，所以打印 A 1 2 3，并返回 3。
再计算外层参数 "AA", x, 3：此时 x=1，所以参数被确定为 "AA", 1, 3。
注册 defer：将 calc("AA", 1, 3) 放入 defer 栈中。注意：此时 calc("AA", 1, 3) 并没有执行！

第三步：修改 x

x = 10

此时，x = 10，y = 2。

第四步：遇到第二个 defer

defer calc("BB", x, calc("B", x, y))

同样，立即计算参数：

先计算内层 calc("B", x, y)：此时 x=10, y=2，所以打印 B 10 2 12，并返回 12。
再计算外层参数 "BB", x, 12：此时 x=10，所以参数被确定为 "BB", 10, 12。
注册 defer：将 calc("BB", 10, 12) 放入 defer 栈中。

第五步：修改 y

y = 20

此时，x = 10，y = 20。

第六步：main 函数结束，触发 defer 执行

main 函数执行完毕，开始按照 FILO（后进先出） 的顺序执行 defer 栈中的函数：

先执行后注册的：calc("BB", 10, 12)。打印 BB 10 12 22。
再执行先注册的：calc("AA", 1, 3)。打印 AA 1 3 4。

💡 核心总结

做这类题，只需牢记两点：

看参数看“注册时” ：defer 后面的参数，在遇到 defer 那一行时就已经算好了，后续变量的修改对已注册的 defer 毫无影响。
看执行看“栈” ：defer 是后进先出的，最后注册的 defer 最先执行。

10、内置函数 panic/recover

内置函数介绍

内置函数	介绍
`close`	主要用来关闭 channel
`len`	用来求长度，比如 string、array、slice、map、channel
`new`	用来分配内存，主要用来分配值类型，比如 int、struct。返回的是指针
`make`	用来分配内存，主要用来分配引用类型，比如 chan、map、slice
`append`	用来追加元素到数组、slice 中
`panic` 和 `recover`	用来做错误处理

Go 语言中目前（Go1.12）是没有异常机制的，但是使用 panic/recover 模式来处理错误。panic 可以在任何地方引发，但 recover 只有在 defer 调用的函数中有效。

panic/recover 的基本使用

func funcA() {
    fmt.Println("func A")
}

func funcB() {
    panic("panic in B")
}

func funcC() {
    fmt.Println("func C")
}

func main() {
    funcA()
    funcB()
    funcC()
}

输出：

func A
panic: panic in B

goroutine 1 [running]:
main.funcB(...)
    .../code/func/main.go:12
main.main()
    .../code/func/main.go:20 +0x98

程序运行期间 funcB 中引发了 panic 导致程序崩溃，异常退出了。这个时候我们就可以通过 recover 将程序恢复回来，继续往后执行。

使用 recover 恢复程序

func funcA() {
    fmt.Println("func A")
}

func funcB() {
    defer func() {
        err := recover()
        if err != nil {
            fmt.Println("recover in B", err)
        }
    }()
    panic("抛出一个异常")
}

func funcC() {
    fmt.Println("func C")
}

func main() {
    funcA()
    funcB()
    funcC()
}

输出：

func A
recover in B 抛出一个异常
func C

使用注意事项

recover() 必须搭配 defer 使用。
defer 一定要在可能引发 panic 的语句之前定义。

实际应用示例

// 模拟了一个读取文件的方法
func readFile(fileName string) error {
    if fileName == "main.go" {
        return nil
    } else {
        return errors.New("读取文件失败")
    }
}

func myFn() {
    defer func() {
        err := recover()
        if err != nil {
            fmt.Println("给管理员发送邮件")
        }
    }()

    err := readFile("xxx.go")
    if err != nil {
        fmt.Println(err)
        panic(err)
    }
}

func main() {
    myFn()
    fmt.Println("继续执行...")
}

打印：

读取文件失败 
给管理员发送邮件 
继续执行...

总结速查表

知识点	关键点
函数定义	`func 函数名(参数) 返回值 { 函数体 }`
可变参数	`func f(x ...int)`，可变参数是切片
多返回值	`func f() (int, int)`，用 `()` 包裹
返回值命名	`func f() (sum int, sub int)`，直接 `return`
变量作用域	全局变量全包有效，局部变量仅在定义块内有效
函数类型	`type 类型名 func(参数) 返回值`
高阶函数	函数可作为参数，也可作为返回值
匿名函数	没有函数名的函数，可立即执行或赋值给变量
闭包	函数 + 外部变量的引用
defer	延迟执行，后定义先执行（LIFO）
panic/recover	错误处理，`recover` 必须在 `defer` 中使用