Go语言函数详解

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2020年4月16日20:55:11
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函数是结构化编程的最小模块。它将复杂的算法过程分解为若干较小的任务,隐藏相关细节,是的程序结构更加清晰,易于维护。函数被设计成相对独立,通过接受输入参数完成一段算法指令,输出或存储相关的结果。函数是代码复用和测试的基本单位。

函数的定义

函数构成代码执行的基本逻辑结构。在Go语言中,函数的基本组成为:关键字func、函数名、参数列表、返回值、函数体和返回语句。

func add(a int,b int)(ret int,err error){
if (a < 0 || b < 0){
err = errors.New("should be non-negative number!")
return
   }
return a+b,nil
}

如果参数列表中的若干相邻的参数类型相同,如上例中的a和b,则可以在参数列表中省略前面变量的类型声明:

func add(a,b int)(ret int,err error){
//...
}

Go语言函数有一些限制:

  • 无须前置声明
  • 不支持命名嵌套定义
  • 不支持同名函数重载
  • 不支持默认参数
  • 支持不定长变参
  • 支持多返回值
  • 支持命名返回值
  • 支持匿名函数和闭包

函数中,左花括号不能另起一行。
如:

func test()
{           //错误,Go语言规定函数左括号不能在新的一行开头
}

Go语言中函数不能嵌套:

func main(){
func test(a,b int ,err error){
//错误,函数不支持嵌套操作
      ...
   }
}

函数的调用

Go语言函数调用只需要导入该函数所在的包,直接调用:

import "mymath"


c:=mymath.add(1,2)

Go语言通过函数名字的大小写来显示函数的可见性,小写字母开头的函数只在本包内可见,大写字母开头的函数才能被其他包使用。这个规则也适用于类型和变量的可见性。

函数的参数

Go语言不支持默认值的可选参数,不支持实名实参。调用时,必须按签名顺序指定类型和数量实参,就算以”_”命名的参数也不能忽略。

func test(x,y int,s string,_ bool){
return nil
}

func main(){
test(1,2,"abc")
//错误,"_"命名的参数也不能忽略
}

参数可视作函数局部变量,因此不能在相同的层次定义同名变量。

func add(x,y int) int{
x:=100    //错误
   ...
}

不管是指针、引用类型,还是其他类型参数,都是值拷贝传递。区别无非是拷贝目标对象,还是拷贝指针而已。在函数调用前,会为形参和返回值分配内存空间,并将实参拷贝到形参内存。

被复制的指针会延长目标对象的生命周期,还有可能导致它被分配到堆上。在栈上复制小对象只需要很少的指令,比运行时堆内存分配快。在并发编程的时候,尽量使用不可变对象,可以消除数据同步等麻烦。如果复制成本过高,或者需要修改原状态,直接使用指针更好。

不定参数

变参本质上是一个切片,只能接受一到多个同类型参数,且必须放在列表尾部:

func test(s string,a ...int){
   ...
}

将切片作为变参时,须进行展开操作。如果是数组,必将其转换成切片。

func test(a ...int){
   fmt.Println(a)
}

func main(){
a := [3]int{10,20,30}
test(a[:]...)
}

既然变参时切片,那么参数复制的仅是切片本身,并不包括底层数组,也因此可修改原数据。

返回值

有返回值的函数,必须有明确的return终止语句。

函数可以返回多值模式,函数可以返回更多状态,尤其是error模式。

func dic(x,y int)(int,error){
if y==0 {
return 0,errors.New("division by zero")
   }

return x/y,nil
}

命名返回值

命名返回值让函数声明更加清晰,同时也会改善帮助文档和代码编辑器提示。

命名返回值和参数一样,可当做函数局部变量使用,最后由return隐式返回。

func dic(x,y int)(z int,err error){
if y==0 {
err=errors.New("division by zero")
return
   }
z = x/y
   return
}

命名返回值会被不同层级的同名变量屏蔽。编译器可以检查这类错误,只需要显示return返回即可。

func add(x,y int)(z int){
z:= x + y  //同名局部变量进行了覆盖
   return    //错误,改成return z
}

如果使用命名返回值,则需要全部使用命名返回值。

func test()(int,s string){
//错误
   ...
}

匿名函数

匿名函数是指没有定义名字符号的函数。

除了没有名字外,在函数内部定义匿名函数可以形成嵌套效果。匿名函数可直接调用,保存到变量,作为参数或返回值。

func main(){
func(s string){
      fmt.Println(s)
   }("hellow world")
}

除闭包因素外,匿名函数也是常见的重构的手段。可将大函数分解成多个相对独立的匿名函数块,然后相对简洁的完成调用逻辑流程,实现框架和细节分离。

闭包

Go语言匿名函数就是一个闭包,闭包是可以包含自由变量(未绑定到特定变量)的代码块,这些变量不在这个代码块内或者任何全局上下文中定义,而是在定义代码块的环境中定义。要执行的代码块(由于自由变量包含在代码块中,所以这些自由变量以及他们引用的对象没有被释放)为自由变量提供绑定的计算环境(作用域)。

func test(x int)func(){
return func(){
println(x)
   }
}

func main(){
f := test(123)
f()
}

test返回的匿名函数会引用上下文环境变量x,当main函数执行时,依旧可以读取到x的值。

正因为闭包通过指针引用环境变量,可能导致其生命周期延长,甚至被分配到堆内存。另外,还有"延迟求值"特性。

func test()[]func(){
var s []func()
for i := 0;i < 2;i++{
s = append(s,func(){
         fmt.Println(i)
      })
   }
return s
}

func main(){
for _,f := rang test(){
      f()
   }
}

结果是:
2
2

在for循环内部复用局部变量i,每次添加的匿名函数引用的是同意变量。添加仅仅把匿名函数放入列表,并未执行。当main函数执行这些函数时,读取的是环境变量i最后循环的值。

修改为:

func test()[]func(){
var s []func()

for i := 0;i < 2;i++{
x := i
      //每次用不同的环境变量或传参复制,让各自的闭包环境各不相同。
      s = append(s,func(){
         fmt.Println(x)
      })
   }

return s
}

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