Go 语言基础
什么是 Go 语言
Go 语言 Golang 是 Google 公司 2009 年推出的一门 高级编程言语，目的是为了解决：
- 现有主流编程语言 明显落后于硬件发展速度的问题
- 不能合理利用多核CPU的优势提升软件系统性能的问题
- 软件复杂度越来越高, 维护成本也越来越高的问题
- 企业开发中不得不在快速开发和性能之间艰难抉择的问题
科普小知识
1. 静态语言
1.1 一般都需要通过编译器（compiler）将源代码翻译成机器码，之后才能执行。程序被编译之后无论是程序中的数据类型还是程序的结构都不可以被改变
1.2 静态语言的性能和安全性都非常好，例如 C和 C++、Go，但是 C 和 C++ 的缺点是开发速度慢，维护成本高
2. 动态语言
2.1 一般不需要通过编译器将源代码翻译成机器码，在运行程序的时候才逐行翻译。程序在运行的过程中可以动态修改程序中的数据类型和程序的结构
2.2 动态语言开发速度快,维护成本低，例如 Ruby 和 Python，但是 Ruby 和 Python 的性能和安全性又略低
- Go语言专门针对多核 CPU 进行了优化，能够充分使用硬件多核CPU的优势，使得通过Go语言编写的软件系统性能能够得到很大提升
- Go语言编写的程序,既可以媲美 C 或 C++ 代码的运行速度, 也可以媲美Ruby或Python开发的效率
- 所以Go语言很好的解决了"现有主流编程语言"存在的问题, 被誉"现代化的编程语言"
Go 语言优势
简单易学
- Go语言的作者都有C的基因，Go自然而然也有了C的基因，但是Go的语法比C还简单, 并且几乎支持大多数你在其他语言见过的特性：封装、继承、多态、反射等
丰富的标准库
- Go目前已经内置了大量的库，特别是网络库非常强大
- 前面说了作者是C的作者，所以Go里面也可以直接包含c代码，利用现有的丰富的C库
跨平台编译和部署
- Go代码可直接编译成机器码，不依赖其他库，部署就是扔一个文件上去就完事了. 并且Go代码还可以做到跨平台编译(例如: window系统编译linux的应用)
内置强大的工具
- Go语言里面内置了很多工具链，最好的应该是gofmt工具，自动化格式化代码，能够让团队review变得如此的简单，代码格式一模一样，想不一样都很困难
性能优势：Go 极其地快。其性能与 C 或 C++相似。在我们的使用中，Go 一般比 Python 要快 30 倍左右
- 语言层面支持并发，这个就是Go最大的特色，天生的支持并发，可以充分的利用多核，很容易的使用并发
- 内置 runtime，支持垃圾回收
Go 语言的吉祥物是地鼠，地鼠的特点是速度快、成群结队、头脑简单，而Go语言的特点正好也是编程速度快、并发性好、简单易学
Go 语言发展史
2007年，谷歌工程师Rob Pike, Ken Thompson和Robert Griesemer开始设计一门全新的语言，这是Go语言的最初原型。
2009年11月10日，Go语言以开放源代码的方式向全球发布。
2011年3月16日，Go语言的第一个稳定(stable)版本r56发布。
2012年3月28日，Go语言的第一个正式版本Go1发布。
2013年4月04日，Go语言的第一个Go 1.1beta1测试版发布。
2013年4月08日，Go语言的第二个Go 1.1beta2测试版发布。
2013年5月02日，Go语言Go 1.1RC1版发布。
2013年5月07日，Go语言Go 1.1RC2版发布。
2013年5月09日，Go语言Go 1.1RC3版发布。
2013年5月13日，Go语言Go 1.1正式版发布。
2013年9月20日，Go语言Go 1.2RC1版发布。
2013年12月1日，Go语言Go 1.2正式版发布。
2014年6月18日，Go语言Go 1.3版发布。
2014年12月10日，Go语言Go 1.4版发布。
2015年8月19日，Go语言Go 1.5版发布，本次更新中移除了”最后残余的C代码”。
2016年2月17日，Go语言Go 1.6版发布。
2016年8月15日，Go语言Go 1.7版发布。
2017年2月17日，Go语言Go 1.8版发布。
2017年8月24日，Go语言Go 1.9版发布。
2018年2月16日，Go语言Go 1.10版发布。
Go 作者
Go 语言是 UNIX 作者、C 语言作者、谷歌 V8 引擎作者携手打造的，由谷歌公司 2009 年推出的一门高级编程言语。
跟着谷歌走吃喝啥都有
Go 语言现状
多次获得 TIOBE 年度最佳语言
2018 年 Go 语言一度超过 Java，进入编程语言排行榜前三名。
从公司角度:
- 许多大厂都已经拥抱 Go 语言，包括阿里巴巴、京东、今日头条、小米、滴滴、七牛云、360等明星公司, 也包括知乎、轻松筹、快手、探探、美图、猎豹移动等等。同时，创业公司也很喜欢 Go 语言，主要因为其入门快、程序库多、运行迅速，很适合快速构建互联网软件产品。
从业务维度:
- Go 程序可以在装有 Windows、Linux、FreeBSD 等操作系统的服务器上运行，并用于提供基础软件支撑、API 服务、Web 服务、网页服务等等。
- 在云计算、微服务、大数据、区块链、物联网等领域，Go 语言早已蓬勃发展. 除了语法简单, 性能优越以外, K8S底层架构在云计算的领导地位(
K8S就是Go开发的), 也让这些各大公司不得不拥抱Go语言。 - 区块链的崛起更进一步带动了Go工程师的需求,市面上大部分区块链明星项目都是用Go开发的, 足以说明Go在分布式系统中的地位，这也就是为什么今年开始，大批金融公司开始招聘Go工程师的重要原因。
从薪资角度来看
应届生普遍在4~8K, 1年左右普遍在10K左右, 2年~3年普遍在20K左右
Go 语言应用场景
- 网络编程，这一块目前应用最广，包括Web应用、API应用、下载应用、内存数据库等
- 云平台开发，目前国外很多云平台在采用Go开
- 服务器编程, 以前你如果使用Java或者C++做的那些事情，都可以用Go来做
- 分布式系统，数据库代理器等
- 它可以做从底层到前端的任何工作
如何学习 Go 语言
- Go语言被称之为现代化的C语言, 所以无论是从语法特性, 还是作者本身, Go语言都与C语言有着莫大的关系, 所以学习本套课程之前如果你有C语言的基础, 那么将会事半功倍
- 对于初学者而言, 学习编程的捷径只有一条, 那就是多动手
竹子用了4年的时间， 仅仅长了3cm， 从第五年开始， 以每天30cm的速度疯狂地生长， 仅仅用了六周的时间就长到了15米。
其实，在前面的四年， 竹子将根在土壤里延伸了数百平米。 做人做事亦是如此， 不要担心你此时此刻的付出得不到回报， 因为这些付出都是为了扎根。
源文件对比
C 语言源文件
| 文件扩展名 | 源类型 |
|---|---|
| .h | 头文件，存放代码声明 |
| .c | C语言源文件，存放代码实现 |
Go 语言源文件
| 文件扩展名 | 源类型 |
|---|---|
| .go | Go语言源文件，存放代码实现 |
代码管理对比
C语言中通过文件来管理代码
- 想使用某一个函数时,只需要include导入对应的.h文件即可
Go语言中通过包来管理代码
- Go语言没有.h文件的概念, 在Go中想使用某一个函数时, 只需要import导入对应的包即可
C语言中函数、变量公私有管理
- 通过 extern 和 static 实现是否公开函数和变量
Go语言中函数、变量公私有管理
- 通过函数名称首字母大小写实现是否公开函数
- 通过变量名称首字母大小写实现是否公开变量
关键字对比
C 语言中一共有32个关键字
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| if | else | switch | case | default | break | return | goto |
| do | while | for | continue | typedef | struct | enum | union |
| char | short | int | long | float | double | void | sizeof |
| signed | unsigned | const | auto | register | static | extern | volatile |
Go 语言中一共有25个关键字
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| if | else | switch | case | default | break | return | goto |
| fallthrough | for | continue | type | struct | var | const | map |
| func | interface | range | import | package | defer | go | select |
| chan |
数据类型对比
C 语言数据类型
Go 语言数据类型
C 语言各数据类型占用内存空间
| 类型 | 32位编译器 | 64位编译器 |
|---|---|---|
| char | 1 | 1 |
| int | 4 | 4 |
| float | 4 | 4 |
| double | 8 | 8 |
| short | 2 | 2 |
| long | 4 | 8 |
| long long | 8 | 8 |
| void* | 4 | 8 |
Go 语言各数据类型占用内存空间
| 类型 | 32位编译器 | 64位编译器 | 本质 |
|---|---|---|---|
| int8/uint8 | 1 | 1 | signed char/unsigned char |
| int16/uint16 | 2 | 2 | signed short/unsigned short |
| int32/uint32 | 4 | 4 | signed int/unsigned int |
| int64/uint64 | 8 | 8 | signed long long int/unsigned long long int |
| byte | 1 | 1 | uint8/unsigned char |
| rune | 4 | 4 | int32/signed int |
| int | 4 | 8 | 根据机器位数决定长度 |
| uintptr | 4 | 8 | 根据机器位数决定长度 uint32/uint64 |
| float32 | 4 | 4 | float |
| float64 | 8 | 8 | double |
| true | 1 | 1 | char类型的整型 |
| false | 1 | 1 | char类型的整型 |
和 C 语言一样，Go 语言也提供了 Sizeof 计算变量的内存空间
- 1.导入 import "unsafe" 包
- 2.通过 unsafe.Sizeof() 计算变量内存空间
Go 语言基本数据类型内部实现
- 越老版本的代码越纯粹,越适合新手学习
- 随着代码的更新迭代会逐步变得非常复杂, 所以此处建议下载1.4版本
解压后打开路径: go\src\runtime\runtime.h
得到如下实现代码
// 第8行到35行
typedef signed char int8;
typedef unsigned char uint8;
typedef signed short int16;
typedef unsigned short uint16;
typedef signed int int32;
typedef unsigned int uint32;
typedef signed long long int int64;
typedef unsigned long long int uint64;
typedef float float32;
typedef double float64;
#ifdef _64BIT
typedef uint64 uintptr;
typedef int64 intptr;
typedef int64 intgo; // Go's int
typedef uint64 uintgo; // Go's uint
#else
typedef uint32 uintptr;
typedef int32 intptr;
typedef int32 intgo; // Go's int
typedef uint32 uintgo; // Go's uint
#endif
#ifdef _64BITREG
typedef uint64 uintreg;
#else
typedef uint32 uintreg;
#endif
// 第153行到157行
enum
{
true = 1,
false = 0,
};install B 时刻：Go 本质就是用C语言编写的一门高级编程语言，所以江哥前面教你C语言就是为了今天能让你看懂 Go 的实现代码，做到知其然知其所以然
常量变量对比
C语言定义常量和变量格式
数据类型 变量名称 = 值;
const 数据类型 常量名称 = 值;
Go语言定义常量和变量格式
- 除了以下标准格式外,Go语言还提供了好几种简单的语法糖
var 变量名称 数据类型 = 值;
const 变量名称 数据类型 = 值;
注释对比
和 C 语言一样，Go 语言也支持单行注释和多行注释，并且所有注释的特性都和 C 语言一样
- 单行注释
// 被注释内容 - 多行注释
/* 被注释内容*/
在 Go 语言中，官方更加推荐使用单行注释，而非多行注释（详情可以直接查看 Go 官方源码）
运算符对比
算数运算符和C语言几乎一样
- Go 语言中 ++、-- 运算符不支持前置
- 错误写法：++i; --i;
- Go 语言中 ++、-- 是语句,不是表达式,所以必须独占一行
- 错误写法：a = i++; return i++;
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| + | 相加 | A + B |
| - | 相减 | A - B |
| * | 相乘 | A * B |
| / | 相除 | B / A |
| % | 求余 | B % A |
| ++ | 自增 | A++ |
| -- | 自减 | A-- |
关系算符和 C 语言一样
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| == | 检查两个值是否相等，如果相等返回 True 否则返回 False。 | A == B |
| != | 检查两个值是否不相等，如果不相等返回 True 否则返回 False。 | A != B |
| > | 检查左边值是否大于右边值，如果是返回 True 否则返回 False。 | A > B |
| < | 检查左边值是否小于右边值，如果是返回 True 否则返回 False。 | A < B |
| >= | 检查左边值是否大于等于右边值，如果是返回 True 否则返回 False。 | A >= B |
| <= | 检查左边值是否小于等于右边值，如果是返回 True 否则返回 False。 | A <= B |
逻辑运算符和C语言一样
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| && | 如果两边的操作数都是 True，则条件 True，否则为 False。 | A && B |
|| | 如果两边的操作数有一个 True，则条件 True，否则为 False。 | A || B |
| ! | 如果条件为 True，则逻辑 NOT 条件 False，否则为 True。 | !A |
位运算符和C语言几乎一样
- 新增一个 &^ 运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| & | 参与运算的两数各对应的二进位相与, 对应位只要都是1结果就为1 | A & B |
| | 参与运算的两数各对应的二进位相或,对应位只要其中一个是1结果就为1 | A | B |
| ^ | 参与运算的两数各对应的二进位相异或,对应位只要不同结果就是1 | A ^ B |
| << | 左移运算符,左移n位就是乘以2的n次方 | A << 2 |
| >> | 右移运算符,右移n位就是除以2的n次方 | B >> 2 |
| &^ | 逻辑清零运算符, B对应位是1,A对应位清零,B对应位是0, A对应位保留原样 | A &^ B |
int main(){
/*
0110 a
&^1011 b 如果b位位1,那么结果为0, 否则结果为a位对应的值
----------
0100
*/
a1 := 6
b1 := 11
res1 := a1 &^ b1
fmt.Println("res1 = ", res1) // 4
/*
1011 a
&^1101 b 如果b位位1,那么结果为0, 否则结果为a位对应的值
----------
0010
*/
a2 := 11
b2 := 13
res2 := a2 &^ b2
fmt.Println("res2 = ", res2) // 2
}
赋值运算符和C语言几乎一样
- 新增一个&^=运算符
| 运算符 | 描述 | 实例 |
|---|---|---|
| = | 将右边赋值给左边 | C = A + B 将 A + B 表达式结果赋值给 C |
| += | 相加后再赋值 | C += A 等于 C = C + A |
| -= | 相减后再赋值 | C -= A 等于 C = C - A |
| *= | 相乘后再赋值 | C *= A 等于 C = C * A |
| /= | 相除后再赋值 | C /= A 等于 C = C / A |
| %= | 求余后再赋值 | C %= A 等于 C = C % A |
| <<= | 左移赋值 | C <<= 2 等于 C = C << 2 |
| >>= | 右移赋值 | C >>= 2 等于 C = C >> 2 |
| &= | 位逻辑与赋值 | C &= 2 等于 C = C & 2 |
| ^= | 位逻辑或赋值 | C ^= 2 等于 C = C ^ 2 |
|= | 位逻辑异或赋值 | C |= 2 等于 C = C | 2 |
| &^= | 位逻辑清零赋值 | C &^= 2 等于 C = C &^ 2 |
流程控制语句对比
C 语言流程控制中的 if、switch、for 在 Go 语言都可以使用
C 语言中的四大跳转语句return、break、continue、goto 在 Go 语言都可以使用
Go 语言除了实现 C 语言中 if、switch、for、return、break、continue、goto 的基本功能以外，还对 if、switch、for、break、continue 进行了增强
- 例如: if 条件表达式前面可以添加初始化表达式
- 例如: break、continue可以指定标签
- 例如: switch语句可以当做if/elseif来使用
值得注意的是 Go 语言中没有 while 循环和 dowhile 循环，因为它们能做的 Go 语言中的 for 循环都可以做
函数和方法对比
C 语言定义函数格式
返回值类型 函数名称(形参列表) {
函数体相关语句;
return 返回值;
}Go语言定义函数格式
func 函数名称(形参列表)(返回值列表) {
函数体相关语句;
return 返回值;
}C语言中没有方法的概念, 但是Go语言中有方法
- 对于初学者而言,可以简单的把方法理解为一种特殊的函数
func (接收者 接受者类型)函数名称(形参列表)(返回值列表) {
函数体相关语句;
return 返回值;
}编程思想对比
C 语言是一门面向过程的编程语言
- 面向过程：按部就班，亲力亲为，关注的是我应该怎么做？
- 做饭例子：面向过程做饭
- 1.上街买菜
- 2.摘菜
- 3.洗菜
- 4.切菜
- 5.开火炒菜
- 6.淘米煮饭
- 7.吃饭
Go 语言是门面向对象的编程语言
- 面向对象：化繁为简, 能不自己干自己就不干，关注的是我应该让谁来做？
- 做饭例子：面向对象做饭
- 1.找个会做饭女朋友 or 男朋友
- 2.老婆我饿了 or 老公我饿了
- 3.躺着，等她/他把饭做好
- 4.吃饭
不要把面向过程和面向对象想象得那么神奇, 它们只是思考问题的方式不同而已
其它新增特性
- 接口
- 并发
- 反射
- 异常处理