七.golang的包
到目前为止,我们看到的 Go 程序都只有一个文件,文件里包含一个 main 函数和几个其他的函数。在实际中,这种把所有源代码编写在一个文件的方法并不好用。以这种方式编写,代码的重用和维护都会很困难。而包(Package)解决了这样的问题。
包用于组织 Go 源代码,提供了更好的可重用性与可读性。由于包提供了代码的封装,因此使得 Go 应用程序易于维护。
例如,假如我们正在开发一个 Go 图像处理程序,它提供了图像的裁剪、锐化、模糊和彩色增强等功能。一种组织程序的方式就是根据不同的特性,把代码放到不同的包中。比如裁剪可以是一个单独的包,而锐化是另一个包。这种方式的优点是,由于彩色增强可能需要一些锐化的功能,因此彩色增强的代码只需要简单地导入(我们会在随后讨论)锐化功能的包,就可以使用锐化的功能了。这样的方式使得代码易于重用。
我们会逐步构建一个计算矩形的面积和对角线的应用程序。
通过这个程序,我们会更好地理解包。
所有可执行的 Go 程序都必须包含一个 main 函数。这个函数是程序运行的入口。main 函数应该放置于 main 包中。
package packagename 这行代码指定了某一源文件属于一个包。它应该放在每一个源文件的第一行。
下面开始为我们的程序创建一个 main 函数和 main 包。在 Go 工作区内的 src 文件夹中创建一个文件夹,命名为 geometry。在 geometry 文件夹中创建一个 geometry.go 文件。
在 geometry.go 中编写下面代码。
// geometry.go package main import "fmt" func main() { fmt.Println("Geometrical shape properties") }
键入 go install geometry,编译上述程序。该命令会在 geometry 文件夹内搜索拥有 main 函数的文件。在这里,它找到了 geometry.go。接下来,它编译并产生一个名为 geometry (在 windows 下是 geometry.exe)的二进制文件,该二进制文件放置于工作区的 bin 文件夹。现在,工作区的目录结构会是这样:
src
geometry
gemometry.go
bin
geometry
我们将组织代码,使得所有与矩形有关的功能都放入 rectangle 包中。
我们会创建一个自定义包 rectangle,它有一个计算矩形的面积和对角线的函数。
属于某一个包的源文件都应该放置于一个单独命名的文件夹里。按照 Go 的惯例,应该用包名命名该文件夹。
因此,我们在 geometry 文件夹中,创建一个命名为 rectangle 的文件夹。在 rectangle 文件夹中,所有文件都会以 package rectangle 作为开头,因为它们都属于 rectangle 包。
在我们之前创建的 rectangle 文件夹中,再创建一个名为 rectprops.go 的文件,添加下列代码。
// rectprops.go package rectangle import "math" func Area(len, wid float64) float64 { area := len * wid return area } func Diagonal(len, wid float64) float64 { diagonal := math.Sqrt((len * len) + (wid * wid)) return diagonal }
在上面的代码中,我们创建了两个函数用于计算 Area 和 Diagonal
注意到函数 Area 和 Diagonal 都是以大写字母开头的。这是有必要的,我们将会很快解释为什么需要这样做。
src
geometry
geometry.go
rectangle
rectprops.go
// geometry.go package main import ( "fmt" "geometry/rectangle" // 导入自定义包 ) func main() { var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7 fmt.Println("Geometrical shape properties") /*Area function of rectangle package used*/ fmt.Printf("area of rectangle %.2f\n", rectangle.Area(rectLen, rectWidth)) /*Diagonal function of rectangle package used*/ fmt.Printf("diagonal of the rectangle %.2f ", rectangle.Diagonal(rectLen, rectWidth)) }
Geometrical shape properties area of rectangle 42.00 diagonal of the rectangle 9.22
我们将 rectangle 包中的函数 Area 和 Diagonal 首字母大写。在 Go 中这具有特殊意义。在 Go 中,任何以大写字母开头的变量或者函数都是被导出的名字。其它包只能访问被导出的函数和变量。在这里,我们需要在 main 包中访问 Area 和 Diagonal 函数,因此会将它们的首字母大写。
在 rectprops.go 中,如果函数名从 Area(len, wid float64) 变为 area(len, wid float64),并且在 geometry.go 中, rectangle.Area(rectLen, rectWidth) 变为 rectangle.area(rectLen, rectWidth), 则该程序运行时,编译器会抛出错误 geometry.go:11: cannot refer to unexported name rectangle.area。因为如果想在包外访问一个函数,它应该首字母大写。
func init() {
}
包的初始化顺序如下:
-
首先初始化包级别(Package Level)的变量
-
紧接着调用 init 函数。包可以有多个 init 函数(在一个文件或分布于多个文件中),它们按照编译器解析它们的顺序进行调用。
如果一个包导入了另一个包,会先初始化被导入的包。
尽管一个包可能会被导入多次,但是它只会被初始化一次。
为了理解 init 函数,我们接下来对程序做了一些修改。
首先在 rectprops.go 文件中添加了一个 init 函数。
// rectprops.go package rectangle import "math" import "fmt" /* * init function added */ func init() { fmt.Println("rectangle package initialized") } func Area(len, wid float64) float64 { area := len * wid return area } func Diagonal(len, wid float64) float64 { diagonal := math.Sqrt((len * len) + (wid * wid)) return diagonal }
现在我们来修改 main 包。我们知道矩形的长和宽都应该大于 0,我们将在 geometry.go 中使用 init 函数和包级别的变量来检查矩形的长和宽。
修改 geometry.go 文件如下所示:
// geometry.go package main import ( "fmt" "geometry/rectangle" // 导入自定义包 "log" ) /* * 1. 包级别变量 */ var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7 /* *2. init 函数会检查长和宽是否大于0 */ func init() { println("main package initialized") if rectLen < 0 { log.Fatal("length is less than zero") } if rectWidth < 0 { log.Fatal("width is less than zero") } } func main() { fmt.Println("Geometrical shape properties") fmt.Printf("area of rectangle %.2f\n", rectangle.Area(rectLen, rectWidth)) fmt.Printf("diagonal of the rectangle %.2f ",rectangle.Diagonal(rectLen, rectWidth)) }
-
变量 rectLen 和 rectWidth 从 main 函数级别移到了包级别。
-
添加了 init 函数。当 rectLen 或 rectWidth 小于 0 时,init 函数使用 log.Fatal 函数打印一条日志,并终止了程序。
main 包的初始化顺序为:
-
首先初始化被导入的包。因此,首先初始化了 rectangle 包。
-
接着初始化了包级别的变量 rectLen 和 rectWidth。
-
调用 init 函数。
-
最后调用 main 函数。
当运行该程序时,会有如下输出。
rectangle package initialized main package initialized Geometrical shape properties area of rectangle 42.00 diagonal of the rectangle 9.22
让我们接着稍微修改这个程序来学习使用 init 函数。
将 geometry.go 中的 var rectLen, rectWidth float64 = 6, 7 改为 var rectLen, rectWidth float64 = -6, 7。我们把 rectLen 初始化为负数。
现在当运行程序时,会得到:
rectangle package initialized main package initialized 2017/04/04 00:28:20 length is less than zero
// geometry.go package main import ( "geometry/rectangle" // 导入自定的包 ) func main() { }
然而,在程序开发的活跃阶段,又常常会先导入包,而暂不使用它。遇到这种情况就可以使用空白标识符 _。
下面的代码可以避免上述程序的错误:
package main import ( "geometry/rectangle" ) var _ = rectangle.Area // 错误屏蔽器 func main() { }
var _ = rectangle.Area
有时候我们导入一个包,只是为了确保它进行了初始化,而无需使用包中的任何函数或变量。例如,我们或许需要确保调用了 rectangle 包的 init 函数,而不需要在代码中使用它。这种情况也可以使用空白标识符,如下所示。
package main import ( _ "geometry/rectangle" ) func main() { }