Golang通脉之函数

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。

Go语言中支持函数、匿名函数和闭包，并且函数在Go语言中属于“一等公民”。

函数定义

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：

• 函数声明：关键字func
• 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，函数名称不能重名。
• 函数参数：参数由参数变量和参数变量的类型组成，参数变量可以省略，可以有一个参数，也可以有多个，也可以没有；多个参数之间使用,分隔；多个参数时参数变量要么全写，要么全省略；如果多个相邻参数的类型是一样的，可以只保留同一类型最后一个参数的声明。
• 函数返回值：返回值由返回值变量和其变量类型组成，返回值变量可以省略，可以有一个返回值，也可以有多个，也可以没有；多个返回值必须用()包裹，并用,分隔；多个返回值时返回值变量要么全写，要么全省略。
• 函数体：实现指定功能的逻辑。

定义一个求两个数之和的函数：

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

函数的参数和返回值都是可选的，实现一个既不需要参数也没有返回值的函数：

func printf() {
	fmt.Println("printf函数")
}

函数的调用

定义了函数之后，可以通过函数名()的方式调用函数。 调用上面定义的两个函数：

func main() {
	printf()
	ret := add(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。

参数

参数使用

形式参数：定义函数时，用于接收外部传入的数据，叫做形式参数，简称形参。

实际参数：调用函数时，传给形参的实际的数据，叫做实际参数，简称实参。

函数调用：

A：函数名称必须匹配
B：实参与形参必须一一对应：顺序，个数，类型

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

如果多个相邻参数的类型是一样的，可以只保留同一类型最后一个参数的声明，add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

函数的参数数量是可变的，比如最常见的 fmt.Println 函数。Go语言中的可变参数通过在参数名后加...来标识。可变参数在函数体中是切片类型

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

调用上面的函数：

ret1 := add()
ret2 := add(10)
ret3 := add(10, 20)
ret4 := add(10, 20, 30)
fmt.Println(ret1, ret2, ret3, ret4) //0 10 30 60

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 add(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 := add(100)
ret6 := add(100, 10)
ret7 := add(100, 10, 20)
ret8 := add(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。

参数传递

go语言函数的参数也是存在值传递和引用传递

值传递

func main(){
   /* 声明函数变量 */
   getSquareRoot := func(x float64) float64 {
      return math.Sqrt(x)
   }

   /* 使用函数 */
   fmt.Println(getSquareRoot(9))

}

引用传递（涉及指针知识点）

这就牵扯到了所谓的指针。我们知道，变量在内存中是存放于一定地址上的，修改变量实际是修改变量地址处的内 存。只有add1函数知道x变量所在的地址，才能修改x变量的值。所以需要将x所在地址&x传入函数，并将函数的参数的类型由int改为*int，即改为指针类型，才能在函数中修改x变量的值。此时参数仍然是按copy传递的，只是copy的是一个指针：

//简单的一个函数，实现了参数+1的操作
func add1(a *int) int { // 请注意，
    *a = *a+1 // 修改了a的值
    return *a // 返回新值
}
func main() {
    x := 3
    fmt.Println("x = ", x) // 应该输出 "x = 3"
    x1 := add1(&x) // 调用 add1(&x) 传x的地址
    fmt.Println("x+1 = ", x1) // 应该输出 "x+1 = 4"
    fmt.Println("x = ", x) // 应该输出 "x = 4"
}

• 传指针使得多个函数能操作同一个对象。
• 传指针比较轻量级 (8bytes),只是传内存地址，可以用指针传递体积大的结构体。如果用参数值传递的话, 在每次copy上面就会花费相对较多的系统开销（内存和时间）。所以要传递大的结构体的时候，用指针是一个明智的选择。
• Go语言中slice，map这三种类型的实现机制类似指针，所以可以直接传递，而不用取地址后传递指针。（注：若函数需改变slice的长度，则仍需要取地址传递指针）

返回值

Go语言中通过return关键字向外输出返回值。

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：

func swap(x, y string) (string, string) {
   return y, x
}

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：

func SumAndProduct(a, b int) (add int, multiplied int) {
    add = a + b
    multiplied = a * b
    return
}

返回值补充

当一个函数返回值类型为slice时，nil可以看做是一个有效的slice，没必要显示返回一个长度为0的切片。

func someFunc(x string) []int {
	if x == "" {
		return nil // 没必要返回[]int{}
	}
	...
}

空白标识符

_ 是Go中的空白标识符。它可以代替任何类型的任何值。

比如rectProps函数返回的结果是面积和周长，如果只要面积，不要周长，就可以使用空白标识符：

func rectProps(length, width float64) (float64, float64) {
    var area = length * width
    var perimeter = (length + width) * 2
    return area, perimeter
}
func main() {
    area, _ := rectProps(10.8, 5.6) // perimeter is discarded
    fmt.Printf("Area %f ", area)
}

函数进阶

变量作用域

作用域：变量可以使用的范围。

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。 所有的函数都可以使用，而且共享这一份数据。

//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

局部变量又分为两种： 变量在哪里定义，就只能在哪个范围使用，超出这个范围，变量就被销毁了：

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
}

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
}

函数类型与变量

定义函数类型

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

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
	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f1
	fmt.Printf("type of f:%T\n", f) // type of f:func(int, int) int
	fmt.Println(f(10, 20))          // 像调用add一样调用f
}

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

函数可以作为参数：

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

函数也可以作为返回值：

func do(s string) (func(int, int) int, error) {
	switch s {
	case "+":
		return add, nil
	case "-":
		return sub, nil
	default:
		err := errors.New("无法识别的操作符")
		return nil, err
	}
}

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。

闭包

闭包指的是一个函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。简单来说，闭包=函数+引用环境：

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。 闭包进阶示例1：

func adder2(x int) func(int) int {
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder2(10)
	fmt.Println(f(10)) //20
	fmt.Println(f(20)) //40
	fmt.Println(f(30)) //70

	f1 := adder2(20)
	fmt.Println(f1(40)) //60
	fmt.Println(f1(50)) //110
}

闭包进阶示例2：

func makeSuffixFunc(suffix string) func(string) string {
	return func(name string) string {
		if !strings.HasSuffix(name, suffix) {
			return name + suffix
		}
		return name
	}
}

func main() {
	jpgFunc := makeSuffixFunc(".jpg")
	txtFunc := makeSuffixFunc(".txt")
	fmt.Println(jpgFunc("test")) //test.jpg
	fmt.Println(txtFunc("test")) //test.txt
}

闭包进阶示例3：

func calc(base int) (func(int) int, func(int) int) {
	add := func(i int) int {
		base += i
		return base
	}

	sub := func(i int) int {
		base -= i
		return base
	}
	return add, sub
}

func main() {
	f1, f2 := calc(10)
	fmt.Println(f1(1), f2(2)) //11 9
	fmt.Println(f1(3), f2(4)) //12 8
	fmt.Println(f1(5), f2(6)) //13 7
}

闭包其实并不复杂，只要牢记闭包=函数+外层变量的引用。

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。

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

输出结果：

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。具体如下图所示：

defer经典案例

阅读下面的代码，写出最后的打印结果。

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

func f2() (x int) {
	defer func() {
		x++
	}()
	return 5
}

func f3() (y int) {
	x := 5
	defer func() {
		x++
	}()
	return x
}
func f4() (x int) {
	defer func(x int) {
		x++
	}(x)
	return 5
}
func main() {
	fmt.Println(f1()) //5
	fmt.Println(f2()) //6
	fmt.Println(f3()) //5
	fmt.Println(f4()) //5
}

defer面试题

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
}

问，上面代码的输出结果是？（提示：defer注册要延迟执行的函数时该函数所有的参数都需要确定其值）

defer注意点

当外围函数中的语句正常执行完毕时，只有其中所有的延迟函数都执行完毕，外围函数才会真正的结束执行。
当执行外围函数中的return语句时，只有其中所有的延迟函数都执行完毕后，外围函数才会真正返回。
当外围函数中的代码引发运行恐慌时，只有其中所有的延迟函数都执行完毕后，该运行时恐慌才会真正被扩展至调用函数。

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

panic/recover

Go语言中目前（Go1.12）是没有异常机制，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。 首先来看一个例子：

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。这个时候就可以通过recover将程序恢复回来，继续往后执行。

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

func funcB() {
	defer func() {
		err := recover()
		//如果程序出出现了panic错误,可以通过recover恢复过来
		if err != nil {
			fmt.Println("recover in B")
		}
	}()
	panic("panic in B")
}

func funcC() {
	fmt.Println("func C")
}
func main() {
	funcA()
	funcB()
	funcC()
}

注意：

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