Go第四篇之流程控制

流程控制是每种编程语言控制逻辑走向和执行次序的重要部分，流程控制可以说是一门语言的“经脉”。

Go 语言的常用流程控制有 if 和 for，而 switch 和 goto 主要是为了简化代码、降低重复代码而生的结构，属于扩展类的流程控制。
本章主要介绍了 Go 语言中的基本流程控制语句，包括分支语句（if 和 switch）、循环（for）和跳转（goto）语句。另外，还有循环控制语句（break 和 continue），前者的功能是中断循环或者跳出 switch 判断，后者的功能是继续 for 的下一个循环。

Go语言分支结构

在 Go 语言中，可以通过 if 关键字进行条件判断，格式如下：

if 表达式1 {
分支1
} else if 表达式2 {
分支2
} else{
分支3
}

当表达式 1 的结果为 true 时，执行分支 1，否则判断表达式 2，如果满足则执行分支 2，都不满足时，则执行分支 3。表达式 2、分支 2 和分支 3 都是可选的，可以根据实际需要进行选择。
Go 语言规定与 if 匹配的左括号{必须与 if 和表达式放在同一行，如果尝试将{放在其他位置，将会触发编译错误。
同理，与 else 匹配的{也必须与 else 在同一行，else 也必须与上一个 if 或 else if 的右边的大括号在一行。

举例

通过下面的例子来了解 if 的写法：

var ten int = 11
if ten > 10 {
fmt.Println(">10")
} else {
fmt.Println("<=10")
}

代码输出如下：
>10
代码说明如下：

第 1 行，声明整型变量并赋值 11。
第 2 行，判断当 ten 的值大于 10 时执行第 3 行，否则执行第 4 行。
第 3 和第 5 行，分别打印大于 10 和小于等于 10 时的输出。

特殊写法

if 还有一种特殊的写法，可以在 if 表达式之前添加一个执行语句，再根据变量值进行判断，代码如下：

if err := Connect(); err != nil {
fmt.Println(err)
return
}

Connect 是一个带有返回值的函数，err:=Connect() 是一个语句，执行 Connect 后，将错误保存到 err 变量中。
err！=nil 才是 if 的判断表达式，当 err 不为空时，打印错误并返回。
这种写法可以将返回值与判断放在一行进行处理，而且返回值的作用范围被限制在 if、else 语句组合中。

提示

在编程中，变量在其实现了变量的功能后，作用范围越小，所造成的问题可能性越小，每一个变量代表一个状态，有状态的地方，状态就会被修改，函数的局部变量只会影响一个函数的执行，但全局变量可能会影响所有代码的执行状态，因此限制变量的作用范围对代码的稳定性有很大的帮助。

循环结构

Go 语言中的所有循环类型均可以使用 for 关键字来完成。
基于语句和表达式的基本 for 循环格式如下：

for 初始语句;条件表达式;结束语句{
    循环体代码
}

循环体不停地进行循环，直到条件表达式返回 false 时自动退出循环，执行 for 的}之后的语句。
for 循环可以通过 break、goto、return、panic 语句强制退出循环。for 的初始语句、条件表达式、结束语句的详细介绍如下。

for 中的初始语句

初始语句是在第一次循环前执行的语句，一般使用初始语句执行变量初始化，如果变量在此处被声明，其作用域将被局限在这个 for 的范畴内。

初始语句可以被忽略，但是初始语句之后的分号必须要写，代码如下：

step := 2
for ; step > 0; step-- {
fmt.Println(step)
}

这段代码将 step 放在 for 的前面进行初始化，for 中没有初始语句，此时 step 的作用域就比在初始语句中声明 step 要大。

for 中的条件表达式——控制是否循环的开关

对每次循环开始前计算的表达式，如果表达式为 true，则循环继续，否则结束循环。条件表达式可以被忽略，被忽略条件的表达式默认形成无限循环。

1) 结束循环时带可执行语句的无限循环

下面代码忽略条件表达式，但是保留结束语句，代码如下：

var i int
for ; ; i++ {
if i > 10 {
break
}
}

代码说明如下：

第 3 行，无须设置 i 的初始值，因此忽略 for 的初始语句。两个分号之间是条件表达式，也被忽略，此时循环会一直持续下去；for 的结束语句为 i++，每次结束循环前都会调用。
第 5 行，判断 i 大于 10 时，通过 break 语句跳出 for 循环到第 9 行。

2) 无限循环

上面的代码还可以改写为更美观的写法，代码如下：

var i int
for {
if i > 10 {
break
}
i++
}

代码说明如下：

第 3 行，忽略 for 的所有语句，此时 for 执行无限循环。
第 9 行，将 i++ 从 for 的结束语句放置到函数体的末尾是等效的，这样编写的代码更具有可读性。

无限循环在收发处理中较为常见，但需要无限循环有可控的退出方式来结束循环。

3) 只有一个循环条件的循环

在上面代码的基础上进一步简化代码，将 if 判断整合到 for 中，变为下面的代码：

var i int
for i <= 10 {
i++
}

在代码第 3 行中，将之前使用 if i>10{} 判断的表达式进行取反，变为判断 i 小于等于 10 时持续进行循环。
上面这段代码其实类似于其他编程语言中的 while，在 while 后添加一个条件表达式，满足条件表达式时持续循环，否则结束循环。

for 中的结束语句——每次循环结束时执行的语句

在结束每次循环前执行的语句，如果循环被 break、goto、return、panic 等语句强制退出，结束语句不会被执行。

输出九九乘法表

熟悉了 Go 语言的基本循环格式后，让我们用一个例子来温习一遍吧。

输出九九乘法表：

package main
import "fmt"
func main() {
// 遍历, 决定处理第几行
for y := 1; y <= 9; y++ {
// 遍历, 决定这一行有多少列
for x := 1; x <= y; x++ {
fmt.Printf("%d*%d=%d ", x, y, x*y)
}
// 手动生成回车
fmt.Println()
}
}

结果输出如下：

1*1=1
1*2=2 2*2=4
1*3=3 2*3=6   3*3=9
1*4=4 2*4=8   3*4=12 4*4=16
1*5=5 2*5=10  3*5=15 4*5=20 5*5=25
1*6=6 2*6=12  3*6=18 4*6=24 5*6=30 6*6=36
1*7=7 2*7=14  3*7=21 4*7=28 5*7=35 6*7=42 7*7=49
1*8=8 2*8=16  3*8=24 4*8=32 5*8=40 6*8=48 7*8=56 8*8=64
1*9=9 2*9=18  3*9=27 4*9=36 5*9=45 6*9=54 7*9=63 8*9=72 9*9=81

代码说明如下：

第 8 行，生成 1～9 的数字，对应乘法表的每一行，也就是被乘数。
第 11 行，乘法表每一行中的列数随着行数的增加而增加，这一行的 x 表示该行有多少列。
第 12 行，打印一个空行，实际作用就是换行。

这段程序按行优先打印，打印完一行，换行（第12行），接着执行下一行乘法表直到整个数值循环完毕。

键值循环

Go 语言可以使用 for range 遍历数组、切片、字符串、map 及通道（channel）。通过 for range 遍历的返回值有一定的规律：

数组、切片、字符串返回索引和值。
map 返回键和值。
通道（channel）只返回通道内的值。

遍历数组、切片——获得索引和元素

在遍历代码中，key 和 value 分别代表切片的下标及下标对应的值。下面的代码展示如何遍历切片，数组也是类似的遍历方法：

for key, value := range []int{1, 2, 3, 4} {
fmt.Printf("key:%d value:%d\n", key, value)
}

代码输出如下：
key:0 value:1
key:1 value:2
key:2 value:3
key:3 value:4

遍历字符串——获得字符

Go 语言和其他语言类似，可以通过 for range 的组合，对字符串进行遍历，遍历时，key 和 value 分别代表字符串的索引（base0）和字符串中的每一个字符。

下面这段代码展示了如何遍历字符串：

var str = "hello 你好"
for key, value := range str {
fmt.Printf("key:%d value:0x%x\n", key, value)
}

代码输出如下：
key:0 value:0x68
key:1 value:0x65
key:2 value:0x6c
key:3 value:0x6c
key:4 value:0x6f
key:5 value:0x20
key:6 value:0x4f60
key:9 value:0x597d

代码中的 v 变量，实际类型是 rune，实际上就是 int32，以十六进制打印出来就是字符的编码。

遍历map——获得map的键和值

对于 map 类型来说，for range 遍历时，key 和 value 分别代表 map 的索引键 key 和索引对应的值，一般被称为 map 的键值对，因为它们总是一对一对的出现。下面的代码演示了如何遍历 map。

m := map[string]int{
"hello": 100,
"world": 200,
}
for key, value := range m {
fmt.Println(key, value)
}

代码输出如下：
hello 100
world 200

注意

对 map 遍历时，遍历输出的键值是无序的，如果需要有序的键值对输出，需要对结果进行排序。

遍历通道（channel）——接收通道数据

for range 可以遍历通道（channel），但是通道在遍历时，只输出一个值，即管道内的类型对应的数据。

下面代码为我们展示了通道的遍历：

c := make(chan int)
go func() {
c <- 1
c <- 2
c <- 3
close(c)
}()
for v := range c {
fmt.Println(v)
}

代码说明如下：

第 1 行创建了一个整型类型的通道。
第 3 行启动了一个 goroutine，其逻辑的实现体现在第 5～8 行，实现功能是往通道中推送数据 1、2、3，然后结束并关闭通道。
这段 goroutine 在声明结束后，在第 9 行马上被并行执行。
从第 11 行开始，使用 for range 对通道 c 进行遍历，其实就是不断地从通道中取数据，直到通道被关闭。

在遍历中选择希望获得的变量

在使用 for range 循环遍历某个对象时，一般不会同时需要 key 或者 value，这个时候可以采用一些技巧，让代码变得更简单。下面将前面的例子修改一下，参考下面的代码示例：

m := map[string]int{
"hello": 100,
"world": 200,
}
for _, value := range m {
fmt.Println(value)
}

代码输出如下：
100
200

在例子中将 key 变成了下画线，那么这里的下画线就是匿名变量。什么是匿名变量？

可以理解为一种占位符。
本身这种变量不会进行空间分配，也不会占用一个变量的名字。
在 for range 可以对 key 使用匿名变量，也可以对 value 使用匿名变量。

再看一个匿名变量的例子：

for key, _ := range []int{1, 2, 3, 4} {
fmt.Printf("key:%d \n", key)
}

代码输出如下：
key:0
key:1
key:2
key:3

在该例子中，value 被设置为匿名变量，只使用 key，而 key 本身就是切片的索引，所以例子输出索引。

我们总结一下for的功能：

Go 语言的 for 包含初始化语句、条件表达式、结束语句，这 3 个部分均可缺省。
for range 支持对数组、切片、字符串、map、通道进行遍历操作。
在需要时，可以使用匿名变量对 for range 的变量进行选取。

switch语句

分支选择可以理解为一种批量的if语句，使用 switch 语句可方便地对大量的值进行判断。

在 Go 语言中的 switch，不仅可以基于常量进行判断，还可以基于表达式进行判断。

提示

C/C++ 语言中的 switch 语句只能支持数值常量，不能对字符串、表达式等复杂情况进行处理，这么设计的主要原因是性能。C/C++ 的 switch 可以根据 case 的值作为偏移量直接跳转代码，在性能敏感代码处，这样做显然是有好处的。

到了 Go 语言的时代，语言的运行效率并不能直接决定最终的效率，I/O 效率现在是最主要的问题。因此，Go 语言中的 switch 语法设计尽量以使用方便为主。

基本写法

Go 语言改进了 switch 的语法设计，避免人为造成失误。Go 语言的 switch 中的每一个 case 与 case 间是独立的代码块，不需要通过 break 语句跳出当前 case 代码块以避免执行到下一行。示例代码如下：

var a = "hello"
switch a {
case "hello":
fmt.Println(1)
case "world":
fmt.Println(2)
default:
fmt.Println(0)
}

代码输出如下：
1

上面例子中，每一个 case 均是字符串格式，且使用了 default 分支，Go 语言规定每个 switch 只能有一个 default 分支。

1) 一分支多值

当出现多个 case 要放在一起的时候，可以像下面代码这样写：

var a = "mum"
switch a {
case "mum", "daddy":
fmt.Println("family")
}

不同的 case 表达式使用逗号分隔。

2) 分支表达式

case 后不仅仅只是常量，还可以和 if 一样添加表达式，代码如下：

var r int = 11
switch {
case r > 10 && r < 20:
fmt.Println(r)
}

注意，这种情况的 switch 后面不再跟判断变量，连判断的目标都没有了。

跨越case的fallthrough——兼容C语言的case设计

在 Go 语言中 case 是一个独立的代码块，执行完毕后不会像C语言那样紧接着下一个 case 执行。但是为了兼容一些移植代码，依然加入了 fallthrough 关键字来实现这一功能，代码如下：

var s = "hello"
switch {
case s == "hello":
fmt.Println("hello")
fallthrough
case s != "world":
fmt.Println("world")
}

代码输出如下：
hello
world

新编写的代码，不建议使用 fallthrough。

goto语句

goto 语句通过标签进行代码间的无条件跳转。goto 语句可以在快速跳出循环、避免重复退出上有一定的帮助。Go 语言中使用 goto 语句能简化一些代码的实现过程。

使用goto退出多层循环

下面这段代码在满足条件时，需要连续退出两层循环，使用传统的编码方式如下

package main
import "fmt"
func main() {
var breakAgain bool
// 外循环
for x := 0; x < 10; x++ {
// 内循环
for y := 0; y < 10; y++ {
// 满足某个条件时, 退出循环
if y == 2 {
// 设置退出标记
breakAgain = true
// 退出本次循环
break
}
}
// 根据标记, 还需要退出一次循环
if breakAgain {
break
}
}
fmt.Println("done")
}

代码说明如下：

第 10 行，构建外循环。
第 13 行，构建内循环。
第 16 行，当 y==2 时需要退出所有的 for 循环。
第 19 行，默认情况下循环只能一层一层退出，为此就需要设置一个状态变量 isbreak，需要退出时，设置这个变量为 true。
第 22 行，使用 break 退出当前循环，执行后，代码调转到第 28 行。
第 28 行，退出一层循环后，根据 isbreak 变量判断是否需要再次退出外层循环。
第 34 行，退出所有循环后，打印 done。

使用 goto 集中处理错误

将上面的代码使用 Go 语言的 goto 语句进行优化。

goto 跳出循环

package main
import "fmt"
func main() {
for x := 0; x < 10; x++ {
for y := 0; y < 10; y++ {
if y == 2 {
// 跳转到标签
goto breakHere
}
}
}
// 手动返回, 避免执行进入标签
return
// 标签
breakHere:
fmt.Println("done")
}

代码说明如下：

第 13 行，使用 goto 语句跳转到指明的标签处，标签在第 23 行定义。
第 20 行，标签只能被 goto 使用，但不影响代码执行流程，此处如果不手动返回，在不满足条件时，也会执行第 24 行代码。
第 23 行，定义 breakHere 标签。

使用 goto 语句后，无须额外的变量就可以快速退出所有的循环。

统一错误处理

多处错误处理存在代码重复时是非常棘手的，例如

err := firstCheckError()
if err != nil {
fmt.Println(err)
exitProcess()
return
}
err = secondCheckError()
if err != nil {
fmt.Println(err)
exitProcess()
return
}
fmt.Println("done")

代码说明如下：

第 1 行，执行某逻辑，返回错误。
第 2～6 行，如果发生错误，打印错误退出进程。
第 8 行，执行某逻辑，返回错误。
第 10～14 行，发生错误后退出流程。
第 16 行，没有任何错误，打印完成。

在上面代码中，加粗部分都是重复的错误处理代码。后期陆续在这些代码中如果添加更多的判断，就需要在每一块雷同代码中依次修改，极易造成疏忽和错误。

如果使用 goto 语句来实现同样的逻辑

err := firstCheckError()
if err != nil {
goto onExit
}
err = secondCheckError()
if err != nil {
goto onExit
}
fmt.Println("done")
return
onExit:
fmt.Println(err)
exitProcess()

代码说明如下：

第 3 行和第 9 行，发生错误时，跳转错误标签 onExit。
第 17 行和第 18 行，汇总所有流程进行错误打印并退出进程。

break（跳出循环）

break 语句可以结束 for、switch 和 select 的代码块。break 语句还可以在语句后面添加标签，表示退出某个标签对应的代码块，标签要求必须定义在对应的 for、switch 和 select 的代码块上。
跳出指定循环：

package main
import "fmt"
func main() {
OuterLoop:
for i := 0; i < 2; i++ {
for j := 0; j < 5; j++ {
switch j {
case 2:
fmt.Println(i, j)
break OuterLoop
case 3:
fmt.Println(i, j)
break OuterLoop
}
}
}
}
代码输出如下：
0 2

代码说明如下：

第 7 行，外层循环的标签。
第 8 行和第 9 行，双层循环。
第 10 行，使用 switch 进行数值分支判断。
第 13 和第 16 行，退出 OuterLoop 对应的循环之外，也就是跳转到第 20 行。

continue

continue 语句可以结束当前循环，开始下一次的循环迭代过程，仅限在 for 循环内使用。在 continue 语句后添加标签时，表示开始标签对应的循环。例如

package main
import "fmt"
func main() {
OuterLoop:
for i := 0; i < 2; i++ {
for j := 0; j < 5; j++ {
switch j {
case 2:
fmt.Println(i, j)
continue OuterLoop
}
}
}
}
代码输出结果如下：
0 2
1 2

代码说明：第 14 行将结束当前循环，开启下一次的外层循环，而不是第 10 行的循环。