上一讲的思考题是创建一个二维数组并使用。上节课,我主要介绍了一维数组,其实二维数组也很简单,仿照一维数组即可,如下面的代码所示:
aa:=[3][3]int{}
aa[0][0] =1
aa[0][1] =2
aa[0][2] =3
aa[1][0] =4
aa[1][1] =5
aa[1][2] =6
aa[2][0] =7
aa[2][1] =8
aa[2][2] =9
fmt.Println(aa)
相信你也完成了,现在学习我们本节课要讲的函数和方法。
函数和方法是我们迈向代码复用、多人协作开发的第一步。通过函数,可以把开发任务分解成一个个小的单元,这些小单元可以被其他单元复用,进而提高开发效率、降低代码重合度。再加上现成的函数已经被充分测试和使用过,所以其他函数在使用这个函数时也更安全,比你自己重新写一个相似功能的函数 Bug 率更低。
这节课,我会详细讲解 Go 语言的函数和方法,了解它们的声明、使用和不同。虽然在 Go 语言中有函数和方法两种概念,但它们的相似度非常高,只是所属的对象不同。我们先从函数开始了解。
在前面的四节课中,你已经见到了 Go 语言中一个非常重要的函数:main 函数,它是一个 Go 语言程序的入口函数,我在演示代码示例的时候,会一遍遍地使用它。
下面的示例就是一个 main 函数:
func main() {
}
它由以下几部分构成:
经过上一小节的介绍,相信你已经对 Go 语言函数的构成有一个比较清晰的了解了,现在让我们一起总结出函数的声明格式,如下面的代码所示:
func funcName(params) result {
body
}
这就是一个函数的签名定义,它包含以下几个部分:
现在,我们一起根据上面的函数声明格式,自定义一个函数,如下所示:
ch05/main.go
func sum(a int,b int) int{
return a+b
}
这是一个计算两数之和的函数,函数的名字是 sum,它有两个参数 a、b,参数的类型都是 int。sum 函数的返回值也是 int 类型,函数体部分就是把 a 和 b 相加,然后通过 return 关键字返回,如果函数没有返回值,可以不用使用 return 关键字。
终于可以声明自己的函数了,恭喜你迈出了一大步!
函数中形参的定义和我们定义变量是一样的,都是变量名称在前,变量类型在后,只不过在函数里,变量名称叫作参数名称,也就是函数的形参,形参只能在该函数体内使用。函数形参的值由调用者提供,这个值也称为函数的实参,现在我们传递实参给 sum 函数,演示函数的调用,如下面的代码所示:
ch05/main.go
func main() {
result:=sum(1,2)
fmt.Println(result)
}
我们自定义的 sum 函数,在 main 函数中直接调用,调用的时候需要提供真实的参数,也就是实参 1 和 2。
函数的返回值被赋值给变量 result,然后把这个结果打印出来。你可以自己运行一下,能看到结果是 3,这样我们就通过函数 sum 达到了两数相加的目的,如果其他业务逻辑也需要两数相加,那么就可以直接使用这个 sum 函数,不用再定义了。
在以上函数定义中,a 和 b 形参的类型是一样的,这个时候我们可以省略其中一个类型的声明,如下所示:
func sum(a, b int) int {
return a + b
}
像这样使用逗号分隔变量,后面统一使用 int 类型,这和变量的声明是一样的,多个相同类型的变量都可以这么声明。
同有的编程语言不一样,Go 语言的函数可以返回多个值,也就是多值返回。在 Go 语言的标准库中,你可以看到很多这样的函数:第一个值返回函数的结果,第二个值返回函数出错的信息,这种就是多值返回的经典应用。
对于 sum 函数,假设我们不允许提供的实参是负数,可以这样改造:在实参是负数的时候,通过多值返回,返回函数的错误信息,如下面的代码所示:
ch05/main.go
func sum(a, b int) (int,error){
if a<0 || b<0 {
return 0,errors.New("a或者b不能是负数")
}
return a + b,nil
}
这里需要注意的是,如果函数有多个返回值,返回值部分的类型定义需要使用小括号括起来,也就是 (int,error)。这代表函数 sum 有两个返回值,第一个是 int 类型,第二个是 error 类型,我们在函数体中使用 return 返回结果的时候,也要符合这个类型顺序。
在函数体中,可以使用 return 返回多个值,返回的多个值通过逗号分隔即可,返回多个值的类型顺序要和函数声明的返回类型顺序一致,比如下面的例子:
return 0,errors.New("a或者b不能是负数")
返回的第一个值 0 是 int 类型,第二个值是 error 类型,和函数定义的返回类型完全一致。
定义好了多值返回的函数,现在我们用如下代码尝试调用:
ch05/main.go
func main() {
result,err := sum(1, 2)
if err!=nil {
fmt.Println(err)
}else {
fmt.Println(result)
}
}
函数有多值返回的时候,需要有多个变量接收它的值,示例中使用 result 和 err 变量,使用逗号分开。
如果有的函数的返回值不需要,可以使用下划线 _ 丢弃它,这种方式我在 for range 循环那节课里也使用过,如下所示:
result,_ := sum(1, 2)
这样即可忽略函数 sum 返回的错误信息,也不用再做判断。
提示:这里使用的 error 是 Go 语言内置的一个接口,用于表示程序的错误信息,后续课程我会详细介绍。
不止函数的参数可以有变量名称,函数的返回值也可以,也就是说你可以为每个返回值都起一个名字,这个名字可以像参数一样在函数体内使用。
现在我们继续对 sum 函数的例子进行改造,为其返回值命名,如下面的代码所示:
ch05/main.go
func sum(a, b int) (sum int,err error){
if a<0 || b<0 {
return 0,errors.New("a或者b不能是负数")
}
sum=a+b
err=nil
return
}
返回值的命名和参数、变量都是一样的,名称在前,类型在后。以上示例中,命名的两个返回值名称,一个是 sum,一个是 err,这样就可以在函数体中使用它们了。
通过下面示例中的这种方式直接为命名返回参数赋值,也就等于函数有了返回值,所以就可以忽略 return 的返回值了,也就是说,示例中只有一个 return,return 后没有要返回的值。
sum=a+b
err=nil
通过命名返回参数的赋值方式,和直接使用 return 返回值的方式结果是一样的,所以调用以上 sum 函数,返回的结果也一样。
虽然 Go 语言支持函数返回值命名,但是并不是太常用,根据自己的需求情况,酌情选择是否对函数返回值命名。
可变参数,就是函数的参数数量是可变的,比如最常见的 fmt.Println 函数。
同样一个函数,可以不传参数,也可以传递一个参数,也可以两个参数,也可以是多个等等,这种函数就是具有可变参数的函数,如下所示:
fmt.Println()
fmt.Println("飞雪")
fmt.Println("飞雪","无情")
下面所演示的是 Println 函数的声明,从中可以看到,定义可变参数,只要在参数类型前加三个点 … 即可:
func Println(a ...interface{}) (n int, err error)
现在我们也可以定义自己的可变参数的函数了。还是以 sum 函数为例,在下面的代码中,我通过可变参数的方式,计算调用者传递的所有实参的和:
ch05/main.go
func sum1(params ...int) int {
sum := 0
for _, i := range params {
sum += i
}
return sum
}
为了便于和 sum 函数区分,我定义了函数 sum1,该函数的参数是一个可变参数,然后通过 for range 循环来计算这些参数之和。
讲到这里,相信你也看明白了,可变参数的类型其实就是切片,比如示例中 params 参数的类型是 []int,所以可以使用 for range 进行循环。
函数有了可变参数,就可以灵活地进行使用了。
如下面的调用者示例,传递几个参数都可以,非常方便,也更灵活:
ch05/main.go
fmt.Println(sum1(1,2))
fmt.Println(sum1(1,2,3))
fmt.Println(sum1(1,2,3,4))
这里需要注意,如果你定义的函数中既有普通参数,又有可变参数,那么可变参数一定要放在参数列表的最后一个,比如 sum1(tip string,params …int) ,params 可变参数一定要放在最末尾。
不管是自定义的函数 sum、sum1,还是我们使用到的函数 Println,都会从属于一个包,也就是 package。sum 函数属于 main 包,Println 函数属于 fmt 包。
同一个包中的函数哪怕是私有的(函数名称首字母小写)也可以被调用。如果不同包的函数要被调用,那么函数的作用域必须是公有的,也就是函数名称的首字母要大写,比如 Println。
在后面的包、作用域和模块化的课程中我会详细讲解,这里可以先记住:
小提示:Go 语言没有用 public、private 这样的修饰符来修饰函数是公有还是私有,而是通过函数名称的大小写来代表,这样省略了烦琐的修饰符,更简洁。
顾名思义,匿名函数就是没有名字的函数,这是它和正常函数的主要区别。
在下面的示例中,变量 sum2 所对应的值就是一个匿名函数。需要注意的是,这里的 sum2 只是一个函数类型的变量,并不是函数的名字。
ch05/main.go
func main() {
sum2 := func(a, b int) int {
return a + b
}
fmt.Println(sum2(1, 2))
}
通过 sum2,我们可以对匿名函数进行调用,以上示例算出的结果是 3,和使用正常的函数一样。
有了匿名函数,就可以在函数中再定义函数(函数嵌套),定义的这个匿名函数,也可以称为内部函数。更重要的是,在函数内定义的内部函数,可以使用外部函数的变量等,这种方式也称为闭包。
我们用下面的代码进行演示:
ch05/main.go
func main() {
cl:=colsure()
fmt.Println(cl())
fmt.Println(cl())
fmt.Println(cl())
}
func colsure() func() int {
i:=0
return func() int {
i++
return i
}
}
运行这个代码,你会看到输出打印的结果是:
1
2
3
这都得益于匿名函数闭包的能力,让我们自定义的 colsure 函数,可以返回一个匿名函数,并且持有外部函数 colsure 的变量 i。因而在 main 函数中,每调用一次 cl(),i 的值就会加 1。
小提示:在 Go 语言中,函数也是一种类型,它也可以被用来声明函数类型的变量、参数或者作为另一个函数的返回值类型。
在 Go 语言中,方法和函数是两个概念,但又非常相似,不同点在于方法必须要有一个接收者,这个接收者是一个类型,这样方法就和这个类型绑定在一起,称为这个类型的方法。
在下面的示例中,type Age uint 表示定义一个新类型 Age,该类型等价于 uint,可以理解为类型 uint 的重命名。其中 type 是 Go 语言关键字,表示定义一个类型,在结构体和接口的课程中我会详细介绍。
ch05/main.go
type Age uint
func (age Age) String(){
fmt.Println("the age is",age)
}
示例中方法 String() 就是类型 Age 的方法,类型 Age 是方法 String() 的接收者。
和函数不同,定义方法时会在关键字 func 和方法名 String 之间加一个接收者 (age Age) ,接收者使用小括号包围。
接收者的定义和普通变量、函数参数等一样,前面是变量名,后面是接收者类型。
现在方法 String() 就和类型 Age 绑定在一起了,String() 是类型 Age 的方法。
定义了接收者的方法后,就可以通过点操作符调用方法,如下面的代码所示:
ch05/main.go
func main() {
age:=Age(25)
age.String()
}
运行这段代码,可以看到如下输出:
the age is 25
接收者就是函数和方法的最大不同,此外,上面所讲到的函数具备的能力,方法也都具备。
提示:因为 25 也是 unit 类型,unit 类型等价于我定义的 Age 类型,所以 25 可以强制转换为 Age 类型。
方法的接收者除了可以是值类型(比如上一小节的示例),也可以是指针类型。
定义的方法的接收者类型是指针,所以我们对指针的修改是有效的,如果不是指针,修改就没有效果,如下所示:
ch05/main.go
func (age *Age) Modify(){
*age = Age(30)
}
调用一次 Modify 方法后,再调用 String 方法查看结果,会发现已经变成了 30,说明基于指针的修改有效,如下所示:
age:=Age(25)
age.String()
age.Modify()
age.String()
提示:在调用方法的时候,传递的接收者本质上都是副本,只不过一个是这个值副本,一是指向这个值指针的副本。指针具有指向原有值的特性,所以修改了指针指向的值,也就修改了原有的值。我们可以简单地理解为值接收者使用的是值的副本来调用方法,而指针接收者使用实际的值来调用方法。
示例中调用指针接收者方法的时候,使用的是一个值类型的变量,并不是一个指针类型,其实这里使用指针变量调用也是可以的,如下面的代码所示:
(&age).Modify()
这就是 Go 语言编译器帮我们自动做的事情:
总之,方法的调用者,既可以是值也可以是指针,不用太关注这些,Go 语言会帮我们自动转义,大大提高开发效率,同时避免因不小心造成的 Bug。
不管是使用值类型接收者,还是指针类型接收者,要先确定你的需求:在对类型进行操作的时候是要改变当前接收者的值,还是要创建一个新值进行返回?这些就可以决定使用哪种接收者。
在 Go 语言中,虽然存在函数和方法两个概念,但是它们基本相同,不同的是所属的对象。函数属于一个包,方法属于一个类型,所以方法也可以简单地理解为和一个类型关联的函数。
不管是函数还是方法,它们都是代码复用的第一步,也是代码职责分离的基础。掌握好函数和方法,可以让你写出职责清晰、任务明确、可复用的代码,提高开发效率、降低 Bug 率。
本节课给你留的思考题是:方法是否可以作为表达式赋值给一个变量?如果可以的话,如何通过这个变量调用方法?