原文：Learning Go — from zero to hero，作者：Milap Neupane
让我们先对 Go（或称 Golang ）做一个小小的介绍。Go 是由谷歌工程师 Robert Griesemer、Rob Pike 和 Ken Thompson 设计的。它是一种静态类型的、编译的语言。第一个版本于 2012 年 3 月作为开源版本发布。
“Go 是一种开源的编程语言，它使人们能够轻松地构建简单、可靠和高效的软件”。- GoLang
在许多编程语言中，有许多方法来解决一个特定的问题。程序员要花很多时间去思考解决它的最佳方法。
Go 却相信用较少的功能——只有一种正确的方式来解决问题。
这为开发人员节省了时间，并使大型代码库易于维护。 Go 中没有像 maps 和 filters 这样的 “表达性”功能。
“当你有增加表现力的功能时，通常会增加系统开销”—— Rob Pike
最近发表的新的 golang 标志：https://blog.golang.org/go-brand
入门
Go 是由 packages（包）组成的。package main 告诉 Go 编译器，该程序被编译为可执行文件，而不是共享库。它是一个应用程序的入口点。package main 的定义如下：
package main
让我们继续前进，在 Go workspace 创建一个 main.go 文件，编写一个简单的 hello world 例子。
Workspace
Go 中的 workspace 是由环境变量 GOPATH 定义的。
你写的任何代码都要写在 workspace 里面。Go 将搜索 GOPATH 目录内的任何软件包，或者 GOROOT 目录，该目录在安装 Go 时默认设置。GOROOT 是安装 Go 的路径。
设置 GOPATH 到你想要的目录。现在，让我们把它添加到 ~/workspace 文件夹内。
# export env
export GOPATH=~/workspace
# go inside the workspace directory
cd ~/workspace
在我们刚刚创建的 workspace 文件夹中创建 main.go 文件，其中包含以下代码。
Hello World
package main
import (
"fmt"
)
func main(){
fmt.Println("Hello World!")
}
在上面的例子中，fmt是 Go 中的一个内置包，它实现了用于格式化 I/O 输出的函数。
我们通过使用 import 关键字在 Go 中导入一个包。func main 是代码被执行的主入口点。Println 是包 fmt 中的一个函数，它为我们打印出 “hello world”。
让我们通过运行这个文件来看看。我们有两种方法可以运行 Go 命令。正如我们所知，Go 是一种编译语言，所以我们首先需要在执行之前编译它。
> go build main.go
这将创建一个二进制可执行文件main，现在我们可以运行：
> ./main
# Hello World!
还有一种更简单的方法来运行程序。go run 命令会编译源代码，并直接执行源码中的 main() 函数，不会在当前目录留下可执行文件。你可以简单地运行以下命令来执行该程序。
go run main.go
# Hello World!
注意：要尝试本博客中提到的代码，你可以使用 https://play.golang.org
变量
Go 中的变量是明确声明的。Go 是一种静态类型的语言。这意味着在声明变量的时候会检查变量的类型。一个变量可以被声明：
var a int
在这种情况下，值将被设置为 0。使用下面的语法来声明和初始化一个具有不同值的变量：
var a = 1
这里的变量被自动分配为 int。我们可以对变量的声明使用一个简短定义，即：
message := "hello world"
我们也可以在同一行中声明多个变量：
var b, c int = 2, 3
数据类型
像其他编程语言一样，Go 支持各种不同的数据结构。让我们来探索其中：
整型、字符串和布尔值
支持的整型包括 int, int8, int16, int32, int64,
uint, uint8, uint16, uint32, uint64, uintptr(无符号整型，长度跟平台相关，它的长度可以用来保存一个指针地址) 等
字符串类型存储一个字节序列。它用关键字 string 来表示和声明。
布尔值使用关键字 bool 来存储。
Go 也支持复数类型，可以用 complex64 和 complex128 来声明。
var a bool = true
var b int = 1
var c string = 'hello world'
var d float32 = 1.222
var x complex128 = cmplx.Sqrt(-5 + 12i)
数组、切片和 Maps
数组是由相同数据类型的元素组成的一个序列。数组在声明时有一个固定的长度，所以它不能被扩大到超过这个长度。一个数组声明：
var a [5]int
数组也可以是多维的。我们可以简单地用以下方式创建它们：
var multiD [2][3]int
数组会限制数组的值发生变化，当代码运行时。数组也没有提供获取子数组的能力。 为此，Go有一种数据类型，叫做切片（slices）。
切片存储了一连串的元素，并且可以在任何时候扩展。切片声明与数组声明类似——但没有定义容量：
var b []int
这将创建一个容量为 0、长度为 0 的切片。
也可以用容量和长度来定义切片。我们可以用下面的语法来定义它：
numbers := make([]int,5,10)
这里，切片的初始长度为 5，容量为 10。
分片是对数组的一种抽象。切片使用一个数组作为底层结构。一个片断包含三个部分：容量、长度和一个指向底层数组的指针，如下图所示：
图片源自: https://blog.golang.org/go-slices-usage-and-internals
一个切片的容量可以通过使用 append 或 copy 函数来增加。append 函数将值添加到数组的末端，如果需要的话也可以增加容量。
numbers = append(numbers, 1, 2, 3, 4)
另一种增加切片容量的方法是使用 copy 函数。简单地创建另一个容量更大的片断，并将原来的切片复制到新创建的切片上：
// create a new slice
number2 := make([]int, 15)
// copy the original slice to new slice
copy(number2, number)
我们可以创建一个切片的子切片。这可以通过以下命令简单地完成：
// initialize a slice with 4 len and values
number2 = []int{1,2,3,4}
fmt.Println(numbers) // -> [1 2 3 4]
// create sub slices
slice1 := number2[2:]
fmt.Println(slice1) // -> [3 4]
slice2 := number2[:3]
fmt.Println(slice2) // -> [1 2 3]
slice3 := number2[1:4]
fmt.Println(slice3) // -> [2 3 4]
Maps 是 Go 中的一种数据类型，它将键映射到值。我们可以使用以下命令来定义一个 map：
var m map[string]int
m 是新的 map 变量，它的键是 string 类型， 值是 integers 类型。我们很容易在 map 上添加键值对：
// adding key/value
m['clearity'] = 2
m['simplicity'] = 3
// printing the values
fmt.Println(m['clearity']) // -> 2
fmt.Println(m['simplicity']) // -> 3
类型转换
一种类型的数据类型可以通过类型转换转换为另一种类型。让我们看看一个简单的类型转换：
a := 1.1
b := int(a)
fmt.Println(b)
//-> 1
不是所有类型的数据类型都可以转换为另一种类型。请确保数据类型与转换的内容相匹配。
条件语句
if else
对于条件性语句，我们可以使用 if-else 语句，如下例所示。请确保大括号与条件语句在同一行。
if num := 9; num < 0 {
fmt.Println(num, "is negative")
} else if num < 10 {
fmt.Println(num, "has 1 digit")
} else {
fmt.Println(num, "has multiple digits")
}
switch case
Switch cases 有助于组织多个条件语句。下面的例子显示了一个简单的 siwtch 语句：
i := 2
switch i {
case 1:
fmt.Println("one")
case 2:
fmt.Println("two")
default:
fmt.Println("none")
}
循环
Go 有一个循环的关键词 for。for 循环命令用于实现不同种类的循环：
i := 0
sum := 0
for i < 10 {
sum += 1
i++
}
fmt.Println(sum)
上面的例子类似于 C 语言中的 while 循环。
Go 中的 for 语句也可以用于普通的 for 循环：
sum := 0
for i := 0; i < 10; i++ {
sum += i
}
fmt.Println(sum)
Go 中的死循环：
for {
}
Pointers （指针）
Go提供了指针。指针是用来保存一个值的地址的地方。指针是由 * 定义的。指针是根据数据的类型来定义的，例如：
var ap *int
ap 是指向一个整数类型的指针。& 操作符可以用来获取一个变量的地址。
a := 12
ap = &a
指针所指向的值可以使用 * 操作符来访问：
fmt.Println(*ap)
// => 12
在传递结构体作为参数时，或者在为定义的类型声明方法时，通常倾向于使用指针。
- 传递值时，实际上是在复制值，这意味着更多的内存。
- 通过指针，函数改变的值会反映在 方法/函数 调用者身上
例如：
func increment(i *int) {
*i++
}
func main() {
i := 10
increment(&i)
fmt.Println(i)
}
//=> 11
注意：当你在尝试博客中的示例代码时，不要忘记用 package main 包含它，并在需要时导入 fmt 或其他包，如上面第一个 main.go 例子中所示。
Functions （函数）
在 main package 中定义的 main 函数是 go 程序执行的入口。更多的函数可以被定义和使用。让我们来看看一个简单的例子：
func add(a int, b int) int {
c := a + b
return c
}
func main() {
fmt.Println(add(2, 1))
}
//=> 3
在上面的例子中我们可以看到，Go 函数是用 func 关键字来定义的，后面是函数名称。一个函数的 参数 需要根据其数据类型来定义，最后是返回的数据类型。
一个函数的返回值也可以在函数中预先定义：
func add(a int, b int) (c int) {
c = a + b
return
}
func main() {
fmt.Println(add(2, 1))
}
//=> 3
这里c被定义为返回变量。所以定义的变量c会自动返回，而不需要在最后的返回语句中定义。
你也可以从一个函数中返回多个返回值，用逗号来分隔返回值。
func add(a int, b int) (int, string) {
c := a + b
return c, "successfully added"
}
func main() {
sum, message := add(2, 1)
fmt.Println(message)
fmt.Println(sum)
}
方法、结构体、接口
Go并不是一种完全面向对象的语言，但通过结构体（Struct）、接口（Interface）和方法（Method），它有很多面向对象的支持和感觉。
结构体（Struct）
结构体是一种类型化的、不同字段的集合。结构体用于将数据分组。例如，如果我们想对 Person 类型的数据进行分组，我们可以定义一个人的属性，其中可能包括姓名、年龄、性别。可以使用以下语法来定义一个结构体：
type person struct {
name string
age int
gender string
}
在定义了一个人的类型结构后，现在让我们来创建一个 person：
//way 1: specifying attribute and value
p = person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
//way 2: specifying only value
person{"Bob", 42, "Male"}
我们可以很容易地用一个点（.）来访问这些数据。
p.name
//=> Bob
p.age
//=> 42
p.gender
//=> Male
你也可以用结构的指针直接访问其属性：
pp = &person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
pp.name
//=> Bob
方法（Methods）
方法（Method）是一种特殊的函数类型，它有一个 receiver 。receiver 可以是一个值或一个指针。让我们创建一个名为 describe 的方法（Method），它有一个我们在上面的例子中创建的接收器类型的 person：
package main
import "fmt"
// struct defination
type person struct {
name string
age int
gender string
}
// method defination
func (p *person) describe() {
fmt.Printf("%v is %v years old.", p.name, p.age)
}
func (p *person) setAge(age int) {
p.age = age
}
func (p person) setName(name string) {
p.name = name
}
func main() {
pp := &person{name: "Bob", age: 42, gender: "Male"}
pp.describe()
// => Bob is 42 years old
pp.setAge(45)
fmt.Println(pp.age)
//=> 45
pp.setName("Hari")
fmt.Println(pp.name)
//=> Bob
}
正如我们在上面的例子中看到的，现在可以使用点运算符来调用该方法，如 pp.describe。请注意，receiver 是一个指针。使用指针，我们传递的是一个值的引用，所以如果我们在方法中做任何改变，都会反映在 receiver pp中。它也不会创建一个新的对象的副本，这就节省了内存。
请注意，在上面的例子中，年龄的值被改变了，而名字的值没有改变，因为setName方法是 receiver 类型的，而 setAge 是指针类型的。
接口（Interfaces）
Go 接口（interfaces）是一个方法（methods）的集合。接口有助于将一个类型的属性组合在一起。让我们以一个接口 animal 为例：
type animal interface {
description() string
}
animal 是一个接口（interface）类型。现在让我们创建两个不同类型的 animal，它们都实现了 animal 接口类型：
package main
import (
"fmt"
)
type animal interface {
description() string
}
type cat struct {
Type string
Sound string
}
type snake struct {
Type string
Poisonous bool
}
func (s snake) description() string {
return fmt.Sprintf("Poisonous: %v", s.Poisonous)
}
func (c cat) description() string {
return fmt.Sprintf("Sound: %v", c.Sound)
}
func main() {
var a animal
a = snake{Poisonous: true}
fmt.Println(a.description())
a = cat{Sound: "Meow!!!"}
fmt.Println(a.description())
}
//=> Poisonous: true
//=> Sound: Meow!!!
type cat struct {
在主函数中，我们创建一个动物类型的变量 a。我们给动物分配一个 snake 和一个 cat 的类型，并使用 Println 来打印 a.description。由于我们在两种类型（cat 和 snake）中都以不同的方式实现了 describe 方法，我们得到了打印的动物描述。
包
我们把Go的所有代码都写在一个包里。main package 是程序执行的入口点。Go 中有很多内置包。我们一直在使用的最著名的是fmt包。
“Go 软件包是 Go 提供的大型编程的主要机制，它们使得将一个大型项目分割成小块成为可能。”
— Robert Griesemer
Installing a package (安装一个包)
go get <package-url-github>
// example
go get github.com/satori/go.uuid
我们安装的软件包被保存在 GOPATH 环境变量设置的工作目录。你可以通过进入我们工作目录下的 pkg 文件夹 cd $GOPATH/pkg 来查看这些软件包。
创建自定义包
让我们先创建一个文件夹 custom_package：
> mkdir custom_package
> cd custom_package
要创建一个自定义包，我们需要首先创建一个文件夹，并加上我们需要的包名。比方说，我们要建立一个 person 包。为此，让我们在 custom_package 文件夹中创建一个名为 person 的文件夹：
> mkdir person
> cd person
现在让我们在这个文件夹中创建一个文件 person.go。
package person
func Description(name string) string {
return "The person name is: " + name
}
func secretName(name string) string {
return "Do not share"
}
我们现在需要安装这个包，以便它可以被导入和使用。因此，让我们来安装它：
> go install
现在让我们回到custom_package文件夹，创建一个 main.go 文件
package main
import(
"custom_package/person"
"fmt"
)
func main(){
p := person.Description("Milap")
fmt.Println(p)
}
// => The person name is: Milap
在这里，我们现在可以导入我们创建的包 person 并使用函数 Description。注意，我们在包中创建的函数 secretName 将不能被访问。在 Go 中，没有大写字母开头的方法名称将是私有的。
包文档
Go内置了对包的文档支持。运行以下命令来生成文档：
godoc person Description
这将为我们的包 person 里面的描述函数生成文档。要看到这些文档，请使用以下命令运行一个网络服务器：
godoc -http=":8080"
现在去URL http://localhost:8080/pkg/，看看我们刚刚创建的包的文档。
Go 内置包
fmt
该包实现了格式化的 I/O 函数。我们已经用这个包实现了向 stdout 打印的功能。
json
Go中另一个有用的包是json包。这有助于对JSON进行编码/解码。让我们举个例子，对一些 JSON 进行编码/解码：
编码
package main
import (
"fmt"
"encoding/json"
)
func main(){
mapA := map[string]int{"apple": 5, "lettuce": 7}
mapB, _ := json.Marshal(mapA)
fmt.Println(string(mapB))
}
解码
package main
import (
"fmt"
"encoding/json"
)
type response struct {
PageNumber int `json:"page"`
Fruits []string `json:"fruits"`
}
func main(){
str := `{"page": 1, "fruits": ["apple", "peach"]}`
res := response{}
json.Unmarshal([]byte(str), &res)
fmt.Println(res.PageNumber)
}
//=> 1
当使用 unmarshal 解码 json 字节时，第一个参数是 json 字节，第二个参数是我们希望 json 被映射到的响应类型结构的地址。注意，json: "page"将页面键映射到结构中的 PageNumber 键。
错误处理
错误是指程序中不想要的和意外的结果。比方说，我们正在对一个外部服务进行 API 调用。这个 API 调用可能是成功的，也可能是失败的。当错误类型出现时，Go 程序中的错误可以被识别。让我们看看这个例子：
resp, err := http.Get("http://example.com/")
在这里，对错误对象的 API 调用可能通过也可能失败。我们可以检查错误是否为零或存在，并相应地处理响应：
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func main(){
resp, err := http.Get("http://example.com/")
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Println(resp)
}
从函数返回自定义错误
当我们在编写自己的函数时，有些情况下会出现错误。这些错误可以在错误对象的帮助下返回：
func Increment(n int) (int, error) {
if n < 0 {
// return error object
return nil, errors.New("math: cannot process negative number")
}
return (n + 1), nil
}
func main() {
num := 5
if inc, err := Increment(num); err != nil {
fmt.Printf("Failed Number: %v, error message: %v", num, err)
}else {
fmt.Printf("Incremented Number: %v", inc)
}
}
大多数 Go 中内置的包，或者我们使用的外部包，都有一个错误处理的机制。所以我们调用的任何函数都有可能出现错误。这些错误绝不应该被忽视，总是在我们调用这些函数的地方优雅地处理，正如我们在上面的例子中所做的那样。
Panic
Panic 是指在程序执行过程中突然遇到的未被处理的东西。在Go中，Panic 不是处理程序中异常的理想方式。建议使用一个错误对象来代替。当 Panic 发生时，程序的执行会被停止。Panic 发生后被执行的东西是 defer。
//Go
package main
import "fmt"
func main() {
f()
fmt.Println("Returned normally from f.")
}
func f() {
defer func() {
if r := recover(); r != nil {
fmt.Println("Recovered in f", r)
}
}()
fmt.Println("Calling g.")
g(0)
fmt.Println("Returned normally from g.")
}
func g(i int) {
if i > 3 {
fmt.Println("Panicking!")
panic(fmt.Sprintf("%v", i))
}
defer fmt.Println("Defer in g", i)
fmt.Println("Printing in g", i)
g(i + 1)
}
Defer
Defer 是指总是在函数的末尾被执行的东西。
在上面的例子中，我们用 panic() 使程序的执行陷入 panic。正如你所注意到的，这里有一个 defer 语句，它将使程序在最后执行这一行。当我们需要在函数结束时执行一些东西时也可以使用 defer，例如关闭一个文件。
并发
Go 是在考虑到并发性的情况下建立的。Go 中的并发性可以通过 Go 协程实现，它是轻量级的线程。
Go 协程
Go 协程是可以与另一个函数并行或同时运行的函数。创建一个 Go 协程非常简单。只需在一个函数前面加上关键字 Go，我们就可以让它并行执行。Go 协程是非常轻量级的，所以我们可以创建成千上万的协程。让我们来看看一个简单的例子：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
go c()
fmt.Println("I am main")
time.Sleep(time.Second * 2)
}
func c() {
time.Sleep(time.Second * 2)
fmt.Println("I am concurrent")
}
//=> I am main
//=> I am concurrent
正如你在上面的例子中所看到的，函数 c 是一个 Go 协程，与 Go 主线程并行执行。有些时候，我们希望在多个线程之间共享资源。Go 倾向于不将一个线程的变量与另一个线程共享，因为这样会增加死锁和资源等待的可能性。还有一种方法可以在 Go 协程之间共享资源：通过 Go channels。
通道
我们可以使用通道在两个 Go 协程之间传递数据。在创建 channel 时，有必要指定该 channel 接收什么样的数据。让我们创建一个简单的字符串类型的 channel，如下所示：
c := make(chan string)
通过这个 channel，我们可以发送字符串类型的数据。我们可以在这个 channel 中发送和接收数据:
package main
import "fmt"
func main(){
c := make(chan string)
go func(){ c <- "hello" }()
msg := <-c
fmt.Println(msg)
}
//=>"hello"
接收方 channel 等待，直到发送方发送数据到 channel。
单向通道
有些情况下，我们希望 Go 程序通过 channel 接收数据，但不发送数据，反之亦然。为此，我们也可以创建一个单向 channel。让我们来看看一个简单的例子：
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
ch := make(chan string)
go sc(ch)
fmt.Println(<-ch)
}
func sc(ch chan<- string) {
ch <- "hello"
}
在上面的例子中，sc 是一个 Go 协程，它只能向通道发送消息，但不能接收消息。
使用 select 为 Go 例程组织多个通道
一个函数可能有多个 channel 在等待。为此，我们可以使用一个选择（select）语句。让我们看一个例子，以了解更清楚的情况：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
c1 := make(chan string)
c2 := make(chan string)
go speed1(c1)
go speed2(c2)
fmt.Println("The first to arrive is:")
select {
case s1 := <-c1:
fmt.Println(s1)
case s2 := <-c2:
fmt.Println(s2)
}
}
func speed1(ch chan string) {
time.Sleep(2 * time.Second)
ch <- "speed 1"
}
func speed2(ch chan string) {
time.Sleep(1 * time.Second)
ch <- "speed 2"
}
在上面的例子中，main正在等待两个 channel，c1 和 c2。通过 select case 语句，main 函数打印出，信息从它先收到的 channel 中发送出来。
带缓冲的通道
你可以在go中创建一个缓冲 channel。有了缓冲 channel，如果缓冲区满了，发送到该 channel 的消息就会被阻断。让我们看一下这个例子：
package main
import "fmt"
func main(){
ch := make(chan string, 2)
ch <- "hello"
ch <- "world"
ch <- "!" # extra message in buffer
fmt.Println(<-ch)
}
// => fatal error: all goroutines are asleep - deadlock!
正如我们在上面看到的，一个 channel 接受的信息不超过2条。
为什么 Golang 会成功？
简洁性… — Rob-pike
Great
我们学习了 Go 的一些主要组成部分和特点。
- 变量、数据类型
- 数组 切片 和 maps
- 函数
- 循环和条件语句
- 指针
- 软件包
- 方法、结构体和接口
- 错误处理
- 并发 - Go 协程和通道
恭喜你，你现在对 Go 有了相当的了解。
我最有成效的一天是减少了 1000 行代码。
— Ken Thompson
不要停在这里，继续向前推进，思考一个小的应用并开始创建。
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