并发-学习Go语言

阅读笔记

goroutines.go

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func say(s string) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
        fmt.Println(s)
    }
}

func main() {
    go say("world")
    say("hello")
}

笔记

Go 程(goroutine)是由 Go 运行时管理的轻量级线程。

go f(x, y, z)
会启动一个新的 Go 程并执行

f(x, y, z)
f, x, y 和 z 的求值发生在当前的 Go 程中,而 f 的执行发生在新的 Go 程中。

Go 程在相同的地址空间中运行,因此在访问共享的内存时必须进行同步。sync 包提供了这种能力,不过在 Go 中并不经常用到,因为还有其它的办法(见下一页)。

思考
1. 多次执行的顺序都是一致的。所以说和线程基本上不会乱序执行的?
2. 这个问题很奇怪

验证

为了方便验证我的想法,重新改写了代码如下(时间单元为纳秒):

//例子1
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func say1(s string) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("In say1()-",i,time.Now().UnixNano())
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
        fmt.Println(s)
        fmt.Println("end say1()",i,time.Now().UnixNano())
    }
}

func say2(s string) {
    for i := 0; i < 5; i++ {
        fmt.Println("In say2()-",i,time.Now().UnixNano())
        time.Sleep(100 * time.Millisecond)
        fmt.Println(s)
        fmt.Println("end say2()",i,time.Now().UnixNano())
    }
}

func main() {
    fmt.Println("In main()---",time.Now().UnixNano())
    go say1("world")
    say2("hello")
}

输出
In main()--- 1540706604305141891
In say2()- 0 1540706604305181351
In say1()- 0 1540706604305219272
hello
world
end say1() 0 1540706604405319232
In say1()- 1 1540706604405324817
end say2() 0 1540706604405313310
In say2()- 1 1540706604405345566
hello
end say2() 1 1540706604505434102
In say2()- 2 1540706604505443829
world
end say1() 1 1540706604505498411
In say1()- 2 1540706604505508293
hello
end say2() 2 1540706604605564777
In say2()- 3 1540706604605575973
world
end say1() 2 1540706604605609988
In say1()- 3 1540706604605615117
world
end say1() 3 1540706604705700643
In say1()- 4 1540706604705708692
hello
end say2() 3 1540706604705738341
In say2()- 4 1540706604705742821
world
end say1() 4 1540706604805845281
hello
end say2() 4 1540706604805858926

//例子2
package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    fmt.Println("In main()")
    go longWait()
    go shortWait()
    fmt.Println("About to sleep in main()")
    // sleep works with a Duration in nanoseconds (ns) !
    time.Sleep(10 * 1e9)
    fmt.Println("At the end of main()")
}

func longWait() {
    fmt.Println("Beginning longWait()")
    time.Sleep(5 * 1e9) // sleep for 5 seconds
    fmt.Println("End of longWait()")
}

func shortWait() {
    fmt.Println("Beginning shortWait()")
    time.Sleep(2 * 1e9) // sleep for 2 seconds
    fmt.Println("End of shortWait()")
}

验证的思考

整理下上面这例子的执行过程:
1. main函数执行两个say函数,分别在不同的Go 协程执行。
2. say1 执行时,进入等待,这时会被go挂起,进入到say2,进入等待,被系统挂起,这时say1的等待时间到了,会先输出world。
3. 每次执行结果不一样,为什么?难道是因为部分CPU乱序执行,其他CPU顺序执行?

channels.go

package main

import "fmt"

func sum(s []int, c chan int) {
    sum := 0
    for _, v := range s {
        sum += v
    }
    c <- sum // 将和送入 c
}

func main() {
    s := []int{7, 2, 8, -9, 4, 0}

    c := make(chan int)
    go sum(s[:len(s)/2], c)
    go sum(s[len(s)/2:], c)
    x, y := <-c, <-c // 从 c 中接收

    fmt.Println(x, y, x+y)
}

笔记

信道是带有类型的管道,你可以通过它用信道操作符 <- 来发送或者接收值。

ch <- v    // 将 v 发送至信道 ch。
v := <-ch  // 从 ch 接收值并赋予 v。
(“箭头”就是数据流的方向。)

和映射与切片一样,信道在使用前必须创建:

ch := make(chan int)
默认情况下,发送和接收操作在另一端准备好之前都会阻塞。这使得 Go 程可以在没有显式的锁或竞态变量的情况下进行同步。

以下示例对切片中的数进行求和,将任务分配给两个 Go 程。一旦两个 Go 程完成了它们的计算,它就能算出最终的结果。

总结

  1. 申明一个sum函数,第一个参数为要计算的数组,第二个参数为协程,函数循环处理数组元素,将结果发送到channel中。
  2. main函数的主要作用,将数组切分2半,分别调用不同的go协程,将计算完的数据获取,统一计算结果。

buffered-channels.go

package main

import "fmt"

func main() {
    ch := make(chan int, 2)
    ch <- 1
    ch <- 2
    fmt.Println(<-ch)
    fmt.Println(<-ch)
}

笔记

信道可以是 带缓冲的。将缓冲长度作为第二个参数提供给 make 来初始化一个带缓冲的信道:

ch := make(chan int, 100)
仅当信道的缓冲区填满后,向其发送数据时才会阻塞。当缓冲区为空时,接受方会阻塞。

修改示例填满缓冲区,然后看看会发生什么。
  1. 那默认的buffer是多大的呢?
  2. 例子中,只有发送2个数据,如果再多发送一个呢?实际上会挂掉。

range-and-close.go

package main

import (
    "fmt"
)

func fibonacci(n int, c chan int) {
    x, y := 0, 1
    for i := 0; i < n; i++ {
        c <- x
        x, y = y, x+y
    }
    close(c)
}

func main() {
    c := make(chan int, 10)
    go fibonacci(cap(c), c)
    for i := range c {
        fmt.Println(i)
    }
}

笔记

发送者可通过 close 关闭一个信道来表示没有需要发送的值了。接收者可以通过为接收表达式分配第二个参数来测试信道是否被关闭:若没有值可以接收且信道已被关闭,那么在执行完

v, ok := <-ch
之后 ok 会被设置为 false。

循环 for i := range c 会不断从信道接收值,直到它被关闭。

*注意:* 只有发送者才能关闭信道,而接收者不能。向一个已经关闭的信道发送数据会引发程序恐慌(panic)。

*还要注意:* 信道与文件不同,通常情况下无需关闭它们。只有在必须告诉接收者不再有值需要发送的时候才有必要关闭,例如终止一个 range 循环。
  1. 例子中斐波那契函数,计算指定数以内的队列,计算完成后,会关闭信道。
  2. main函数中,创建一个缓冲为10的信道,然后执行一个协程,不断从信道获取计算的数字
  3. 我理解的信道类似于一个全局的栈,存放可访问的变量。

select.go

package main

import "fmt"

func fibonacci(c, quit chan int) {
    x, y := 0, 1
    for {
        select {
        case c <- x:
            x, y = y, x+y
        case <-quit:
            fmt.Println("quit")
            return
        }
    }
}

func main() {
    c := make(chan int)
    quit := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; i < 10; i++ {
            fmt.Println(<-c)
        }
        quit <- 0
    }()
    fibonacci(c, quit)
}

笔记

select 语句使一个 Go 程可以等待多个通信操作。

select 会阻塞到某个分支可以继续执行为止,这时就会执行该分支。当多个分支都准备好时会随机选择一个执行。
  1. 这,这咋理解呢?从不同的信道选择发送数据的那个信道。
  2. 在select中,理论上c <- x又是简写吧。<- c and c <- x 选择c,并把x的值发送到信道c
  3. main函数中,创建2个信道,执行一个匿名函数,获取从c信道接受到的数字。
  4. 如果信道没有发送新的数据过来,是否会一直阻塞?

default-selection.go

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

func main() {
    tick := time.Tick(100 * time.Millisecond)
    boom := time.After(500 * time.Millisecond)
    for {
        select {
        case <-tick:
            fmt.Println("tick.")
        case <-boom:
            fmt.Println("BOOM!")
            return
        default:
            fmt.Println("    .")
            time.Sleep(50 * time.Millisecond)
        }
    }
}

笔记

当 select 中的其它分支都没有准备好时,default 分支就会执行。

为了在尝试发送或者接收时不发生阻塞,可使用 default 分支:

select {
case i := <-c:
    // 使用 i
default:
    // 从 c 中接收会阻塞时执行
}
  1. 如何定义分支是否准备好?是否有数据发送过来就算准备好?
  2. 默认的信道是哪里来的?或许根本就默认信道这一说,基本上就是执行默认的逻辑。
  3. main函数,每50ms执行输出一个点号,等到100ms的时候就接受到了tick信道的数据,输出tick,等到500ms的接受到boom信道的数据,输出boom。

mutex-counter.go

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
)

// SafeCounter 的并发使用是安全的。
type SafeCounter struct {
    v   map[string]int
    mux sync.Mutex
}

// Inc 增加给定 key 的计数器的值。
func (c *SafeCounter) Inc(key string) {
    c.mux.Lock()
    // Lock 之后同一时刻只有一个 goroutine 能访问 c.v
    c.v[key]++
    c.mux.Unlock()
}

// Value 返回给定 key 的计数器的当前值。
func (c *SafeCounter) Value(key string) int {
    c.mux.Lock()
    // Lock 之后同一时刻只有一个 goroutine 能访问 c.v
    defer c.mux.Unlock()
    return c.v[key]
}

func main() {
    c := SafeCounter{v: make(map[string]int)}
    for i := 0; i < 1000; i++ {
        go c.Inc("somekey")
    }

    time.Sleep(time.Second)
    fmt.Println(c.Value("somekey"))
}

 笔记

我们已经看到信道非常适合在各个 Go 程间进行通信。

但是如果我们并不需要通信呢?比如说,若我们只是想保证每次只有一个 Go 程能够访问一个共享的变量,从而避免冲突?

这里涉及的概念叫做 _互斥(mutual_exclusion)_ ,我们通常使用 _互斥锁(Mutex)_ 这一数据结构来提供这种机制。

Go 标准库中提供了 sync.Mutex 互斥锁类型及其两个方法:

Lock
Unlock
我们可以通过在代码前调用 Lock 方法,在代码后调用 Unlock 方法来保证一段代码的互斥执行。参见 Inc 方法。

我们也可以用 defer 语句来保证互斥锁一定会被解锁。参见 Value 方法。
  1. 这个例子比较复杂。
  2. 首先定一个一个SafeCounter的结构体,有两个字段,一个是映射类型,key为string类型,值为int类型。另外一个字段是互斥锁类型。
  3. 给结构体增加Inc的方法,指定key的值+1
  4. 增加Value方法,获取时也加锁。
  5. main函数,创建一个映射,初始化SafeCounter的v值,循环1000次执行+1的操作,每次都是新的协程运行。
  6. 如果获取时不加锁呢?

参考链接

  1. Go 程
  2. 信道
  3. 带缓冲的信道
  4. range 和 close
  5. select 语句
  6. 默认选择
  7. 并发、并行和协程
  8. 英文地址 Part 22: Channels Part 23: Buffered Channels and Worker Pools 22.信道 23.缓冲信道和工作池
  9. Golang tutorial series

接口-学习Go语言

阅读笔记

interfaces.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Abser interface {
    Abs() float64
}

func main() {
    var a Abser
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    v := Vertex{3, 4}

    a = f  // a MyFloat 实现了 Abser
    a = &v // a *Vertex 实现了 Abser

    // 下面一行,v 是一个 Vertex(而不是 *Vertex)
    // 所以没有实现 Abser。
    a = v

    fmt.Println(a.Abs())
}

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

笔记

接口类型 是由一组方法签名定义的集合。

接口类型的变量可以保存任何实现了这些方法的值。

*注意:* 示例代码的 22 行存在一个错误。由于 Abs 方法只为 *Vertex (指针类型)定义,因此 Vertex(值类型)并未实现 Abser。
  1. 本例中,申明了一个Abser的接口,要求实现一个Abs的方法,不带参数,返回值为float64
  2. 根据结构体Vertex的方法签名,参数值为v *Vertex,故v的类型应该也是*Vertex
  3. 方法1为39行修改为a=&v
  4. 方法2注释35,39行修改为a=v,32行修改为v := &Vertex{3, 4}
  5. 这个接口的申明可比PHP里面的复杂多了。
  6. 为什么要设计这么复杂的接口呢?来一点语法糖吧。

声明不同类型的方法

类型 申明方法 备注
结构体 type Abser struct 申明字段
方法 type MyFloat float64
接口 type Abser interface

interfaces-are-satisfied-implicitly.go

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

// 此方法表示类型 T 实现了接口 I,但我们无需显式声明此事。
func (t T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I = T{"hello"}
    i.M()
}

笔记

类型通过实现一个接口的所有方法来实现该接口。既然无需专门显式声明,也就没有“implements”关键字。

隐式接口从接口的实现中解耦了定义,这样接口的实现可以出现在任何包中,无需提前准备。

因此,也就无需在每一个实现上增加新的接口名称,这样同时也鼓励了明确的接口定义。
  1. 和其他语言不一样,实现接口不需要关键字implements,默认全部自动实现接口。
  2. 注意实例中i的类型为I,这个值得注意。
  3. 可以实现多个接口吗?

interface-values.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    fmt.Println(t.S)
}

type F float64

func (f F) M() {
    fmt.Println(f)
}

func main() {
    var i I

    i = &T{"Hello"}
    describe(i)
    i.M()

    i = F(math.Pi)
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

笔记

在内部,接口值可以看做包含值和具体类型的元组:

(value, type)
接口值保存了一个具体底层类型的具体值。

接口值调用方法时会执行其底层类型的同名方法。
  1. 这里有点类似OOP的多态,根据参数类型不同调用对应的方法。
  2. &T{"Hello"} -> t *T->T srtuct
  3. F(math.Pi) -> f F-> F float64

interface-values-with-nil.go

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

type T struct {
    S string
}

func (t *T) M() {
    if t == nil {
        fmt.Println("<nil>")
        return
    }
    fmt.Println(t.S)
}

func main() {
    var i I

    var t *T
    i = t
    describe(i)
    i.M()

    i = &T{"hello"}
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

笔记

即便接口内的具体值为 nil,方法仍然会被 nil 接收者调用。

在一些语言中,这会触发一个空指针异常,但在 Go 中通常会写一些方法来优雅地处理它(如本例中的 M 方法)。

*注意:* 保存了 nil 具体值的接口其自身并不为 nil。
  1. 这个例子中申明了接口I,T的结构体
  2. 根据传递不同类型参数返回不同类型的值。
  3. 注意看不同接口的保存的值
  4. (<nil>, *main.T)
  5. (&{hello}, *main.T)

nil-interface-values.go

package main

import "fmt"

type I interface {
    M()
}

func main() {
    var i I
    describe(i)
    i.M()
}

func describe(i I) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

笔记

nil 接口值既不保存值也不保存具体类型。
为 nil 接口调用方法会产生运行时错误,因为接口的元组内并未包含能够指明该调用哪个 **具体** 方法的类型。
1. 这里的nil值如何理解呢?

empty-interafce.go

package main

import "fmt"

func main() {
    var i interface{}
    describe(i)

    i = 42
    describe(i)

    i = "hello"
    describe(i)
}

func describe(i interface{}) {
    fmt.Printf("(%v, %T)\n", i, i)
}

笔记

指定了零个方法的接口值被称为 *空接口:*

interface{}
空接口可保存任何类型的值。(因为每个类型都至少实现了零个方法。)

空接口被用来处理未知类型的值。例如,fmt.Print 可接受类型为 interface{} 的任意数量的参数。
  1. 这里的空接口是否就是范型接口了?
  2. 传递任意数量参数的任意类型函数。

type-assertions.go

package main

import "fmt"

func main() {
    var i interface{} = "hello"

    s := i.(string)
    fmt.Println(s)

    s, ok := i.(string)
    fmt.Println(s, ok)

    f, ok := i.(float64)
    fmt.Println(f, ok)

    f = i.(float64) // panic
    fmt.Println(f)
}

笔记

类型断言 提供了访问接口值底层具体值的方式。

t := i.(T)
该语句断言接口值 i 保存了具体类型 T,并将其底层类型为 T 的值赋予变量 t。

若 i 并未保存 T 类型的值,该语句就会触发一个恐慌。
为了 判断 一个接口值是否保存了一个特定的类型,类型断言可返回两个值:其底层值以及一个报告断言是否成功的布尔值。

t, ok := i.(T)
若 i 保存了一个 T,那么 t 将会是其底层值,而 ok 为 true。

否则,ok 将为 false 而 t 将为 T 类型的零值,程序并不会产生恐慌。

请注意这种语法和读取一个映射时的相同之处。
  1. 哪里来的恐慌?按照我的理解是抛出一个异常。
  2. 默认类型断言返回具体类型的值。如果没有保存特定的类型,那么会返回该类型的默认值。
  3. 结论是一定要判断返回的值和类型。

type-switches.go

package main

import "fmt"

func do(i interface{}) {
    switch v := i.(type) {
    case int:
        fmt.Printf("Twice %v is %v\n", v, v*2)
    case string:
        fmt.Printf("%q is %v bytes long\n", v, len(v))
    default:
        fmt.Printf("I don't know about type %T!\n", v)
    }
}

func main() {
    do(21)
    do("hello")
    do(true)
}

笔记

类型选择 是一种按顺序从几个类型断言中选择分支的结构。

类型选择与一般的 switch 语句相似,不过类型选择中的 case 为类型(而非值), 它们针对给定接口值所存储的值的类型进行比较。

switch v := i.(type) {
case T:
    // v 的类型为 T
case S:
    // v 的类型为 S
default:
    // 没有匹配,v 与 i 的类型相同
}
类型选择中的声明与类型断言 i.(T) 的语法相同,只是具体类型 T 被替换成了关键字 type。

此选择语句判断接口值 i 保存的值类型是 T 还是 S。在 T 或 S 的情况下,变量 v 会分别按 T 或 S 类型保存 i 拥有的值。在默认(即没有匹配)的情况下,变量 v 与 i 的接口类型和值相同。
类型判断的方法
类型 实现方法 备注
i.(type) 获取类型
string v,ok := i.(sring) 获取字符串
bool v,ok :=i.(bool) 获取布尔值
float64 v,ok :=i.(float64) 获取浮点数
int v,ok :=i.(int) 获取整型值

stringer.go

package main

import "fmt"

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p Person) String() string {
    return fmt.Sprintf("%v (%v years)", p.Name, p.Age)
}

func main() {
    a := Person{"Arthur Dent", 42}
    z := Person{"Zaphod Beeblebrox", 9001}
    fmt.Println(a, z)
}

笔记

fmt 包中定义的 Stringer 是最普遍的接口之一。

type Stringer interface {
    String() string
}
Stringer 是一个可以用字符串描述自己的类型。fmt 包(还有很多包)都通过此接口来打印值。
  1. 这个例子,实现了一个stringer 的接口,必须有一个String()的方法
  2. 这里就类似于PHP的__toString()魔术方法了,一个类被当成字符串时的输出。

errors.go

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

type MyError struct {
    When time.Time
    What string
}

func (e *MyError) Error() string {
    return fmt.Sprintf("at %v, %s",
        e.When, e.What)
}

func run() error {
    return &MyError{
        time.Now(),
        "it didn't work",
    }
}

func main() {
    if err := run(); err != nil {
        fmt.Println(err)
    }
}

笔记

Go 程序使用 error 值来表示错误状态。

与 fmt.Stringer 类似,error 类型是一个内建接口:

type error interface {
    Error() string
}
(与 fmt.Stringer 类似,fmt 包在打印值时也会满足 error。)

通常函数会返回一个 error 值,调用的它的代码应当判断这个错误是否等于 nil 来进行错误处理。

i, err := strconv.Atoi("42")
if err != nil {
    fmt.Printf("couldn't convert number: %v\n", err)
    return
}
fmt.Println("Converted integer:", i)
error 为 nil 时表示成功;非 nil 的 error 表示失败。
  1. 申明了一个MyError的结构体
  2. 添加一个引用参数的函数Error()接口,run函数故意返回一个不是nil的值,输出Error的信息。

reader.go

package main

import (
    "fmt"
    "io"
    "strings"
)

func main() {
    r := strings.NewReader("Hello, Reader!")

    b := make([]byte, 8)
    for {
        n, err := r.Read(b)
        fmt.Printf("n = %v err = %v b = %v\n", n, err, b)
        fmt.Printf("b[:n] = %q\n", b[:n])
        if err == io.EOF {
            break
        }
    }
}

笔记

io 包指定了 io.Reader 接口,它表示从数据流的末尾进行读取。

Go 标准库包含了该接口的许多实现,包括文件、网络连接、压缩和加密等等。

io.Reader 接口有一个 Read 方法:

func (T) Read(b []byte) (n int, err error)
Read 用数据填充给定的字节切片并返回填充的字节数和错误值。在遇到数据流的结尾时,它会返回一个 io.EOF 错误。

示例代码创建了一个 strings.Reader 并以每次 8 字节的速度读取它的输出。
  1. 示例中初始化一个Rreader读取特定的字符串。
  2. 创建一个8个byte字节的数据,每次读取特定长度的字符串,遇到结尾的就break。

images.go

package main

import (
    "fmt"
    "image"
)

func main() {
    m := image.NewRGBA(image.Rect(0, 0, 100, 100))
    fmt.Println(m.Bounds())
    fmt.Println(m.At(0, 0).RGBA())
}

笔记

image 包定义了 Image 接口:

package image

type Image interface {
    ColorModel() color.Model
    Bounds() Rectangle
    At(x, y int) color.Color
}
*注意:* Bounds 方法的返回值 Rectangle 实际上是一个 image.Rectangle,它在 image 包中声明。

(请参阅文档了解全部信息。)

color.Color 和 color.Model 类型也是接口,但是通常因为直接使用预定义的实现 image.RGBA 和 image.RGBAModel 而被忽视了。这些接口和类型由 image/color 包定义。
  1. 这几个例子都用到接口,接口才是学习go语言的必不可少的知识之一吧。
  2. 图像类的学习和使用

参考链接

  1. 接口
  2. 接口与隐式实现
  3. 接口值
  4. 底层值为 nil 的接口值
  5. nil 接口值
  6. 空接口
  7. 类型断言
  8. 类型选择

方法-学习Go语言

阅读笔记

methods.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs())
}

笔记

Go 没有类。不过你可以为结构体类型定义方法。

方法就是一类带特殊的 **接收者** 参数的函数。

方法接收者在它自己的参数列表内,位于 `func` 关键字和方法名之间。

在此例中,`Abs` 方法拥有一个名为 `v`,类型为 `Vertex` 的接收者。

1. 这不是面向对象的类的方法吗?是否根据函数名的大小写来区分权限public 和private?

methods-funcs.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func Abs(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(Abs(v))
}

笔记

记住:方法只是个带接收者参数的函数。

methods-continued.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type MyFloat float64

func (f MyFloat) Abs() float64 {
    if f < 0 {
        return float64(-f)
    }
    return float64(f)
}

func main() {
    f := MyFloat(-math.Sqrt2)
    fmt.Println(f.Abs())
}

笔记

你也可以为非结构体类型声明方法。

在此例中,我们看到了一个带 Abs 方法的数值类型 MyFloat

你只能为在同一包内定义的类型的接收者声明方法,而不能为其它包内定义的类型(包括 int 之类的内建类型)的接收者声明方法。

(译注:就是接收者的类型定义和方法声明必须在同一包内;不能为内建类型声明方法。)

  1. MyFloat内部实现还是结构体吧,只是定义一个新的结构体别名
  2. 再为这个结构体添加新的方法。

methods-pointers.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    v.Scale(10)
    fmt.Println(v.Abs())
}

笔记

你可以为指针接收者声明方法。

这意味着对于某类型 `T`,接收者的类型可以用 `*T` 的文法。(此外,`T`不能是像 `*int` 这样的指针。)

例如,这里为 `*Vertex` 定义了 `Scale` 方法。

指针接收者的方法可以修改接收者指向的值(就像 `Scale` 在这做的)。由于方法经常需要修改它的接收者,指针接收者比值接收者更常用。

试着移除第 16 行 `Scale` 函数声明中的 `*`,观察此程序的行为如何变化。

若使用值接收者,那么 `Scale` 方法会对原始 `Vertex` 值的副本进行操作。(对于函数的其它参数也是如此。)`Scale` 方法必须用指针接受者来更改 `main` 函数中声明的 `Vertex` 的值。
  1. 什么是指针接受者?什么是值接受者?
  2. 这里有点类似原型模式了。在JavaScript可以为一个方法(对象)添加原型方法,后续大家都可以调用该方法。
  3. 在这里的函数Scale参数是指针的,修改其值会传导原始的值。

methods-pointers-explained.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func Abs(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func Scale(v Vertex, f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    Scale(v, 10)
    fmt.Println(Abs(v))
}

笔记

  1. v *Vertex -> v Vertex
  2. 去掉参数里的*,参数就从指针传递变成值传递,这就意味着是否可以改变原始值
  3. 第2行函数,只是改变了副本的值,并没有改变原始值。

indirection.go

package main

import "fmt"

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func ScaleFunc(v *Vertex, f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    v.Scale(2)
    ScaleFunc(&v, 10)

    p := &Vertex{4, 3}
    p.Scale(3)
    ScaleFunc(p, 8)

    fmt.Println(v, p)
}

笔记

比较前两个程序,你大概会注意到带指针参数的函数必须接受一个指针:

var v Vertex
ScaleFunc(v, 5)  // 编译错误!
ScaleFunc(&v, 5) // OK
而以指针为接收者的方法被调用时,接收者既能为值又能为指针:

var v Vertex
v.Scale(5)  // OK
p := &v
p.Scale(10) // OK
对于语句 v.Scale(5),即便 v 是个值而非指针,带指针接收者的方法也能被直接调用。 也就是说,由于 Scale 方法有一个指针接收者,为方便起见,Go 会将语句 v.Scale(5) 解释为 (&v).Scale(5)。
  1. 感觉这里有坑,go语言自动帮你做了转换。
  2. 如果调用的方法里有一个指针的参数,go自动会取到值的引用当作函数的参数,去调用对应的函数。
  3. 第一个例子,先将值变大了2倍,然后扩大了10倍。
  4. 第二个例子,扩大了3倍。p是一个指针,可以直接传递到函数内部。

indirection-values.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func AbsFunc(v Vertex) float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := Vertex{3, 4}
    fmt.Println(v.Abs())
    fmt.Println(AbsFunc(v))

    p := &Vertex{4, 3}
    fmt.Println(p.Abs())
    fmt.Println(AbsFunc(*p))
}

笔记

同样的事情也发生在相反的方向。

接受一个值作为参数的函数必须接受一个指定类型的值:

var v Vertex
fmt.Println(AbsFunc(v))  // OK
fmt.Println(AbsFunc(&v)) // 编译错误!
而以值为接收者的方法被调用时,接收者既能为值又能为指针:

var v Vertex
fmt.Println(v.Abs()) // OK
p := &v
fmt.Println(p.Abs()) // OK
这种情况下,方法调用 p.Abs() 会被解释为 (*p).Abs()。

思考
1. 什么是同样的事情?
2. 第二个例子里面,p是一个指向Vertex的指针,go自动会将p解释为(*p)。

methods-with-pointer-receivers.go

package main

import (
    "fmt"
    "math"
)

type Vertex struct {
    X, Y float64
}

func (v *Vertex) Scale(f float64) {
    v.X = v.X * f
    v.Y = v.Y * f
}

func (v *Vertex) Abs() float64 {
    return math.Sqrt(v.X*v.X + v.Y*v.Y)
}

func main() {
    v := &Vertex{3, 4}
    fmt.Printf("Before scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
    v.Scale(5)
    fmt.Printf("After scaling: %+v, Abs: %v\n", v, v.Abs())
}

笔记

使用指针接收者的原因有二:

首先,方法能够修改其接收者指向的值。

其次,这样可以避免在每次调用方法时复制该值。若值的类型为大型结构体时,这样做会更加高效。

在本例中,Scale 和 Abs 接收者的类型为 *Vertex,即便 Abs 并不需要修改其接收者。
  1. 传值和传引用,根据使用情况不同的case进行选择。
  2. 在这个例子中Scale 和Abs都变成结构体的方法,并传递了引用,所以参数值会被改变,并一直传递下去。

参考链接

  1. 方法
  2. 方法即函数
  3. 方法续
  4. 指针接收者
  5. 指针与函数
  6. 方法与指针重定向
  7. 方法与指针重定向(续)
  8. 选择值或指针作为接收者