Go编程语言简介
译者
原文：http://golang.org/install.html 翻译：柴树杉 (chaishushan@gmail.com) 翻译：Bian Jiang (borderj@gmail.com)
简介
本文是关于Go编程语言的基础教程，主要面向有C/C++基础的读者。它并不是一个语言的完整指南，关于 Go的具体细节请参考 语言规范 一文。在读完这个入门教程后， 深入的华可以继续看 Effective Go ，这个文档 将涉及到Go语言的更多特性。此外，还有一个《Go语言三日教程》系列讲座： 第一日, 第二日, 第三日。
下面将通过一些小程序来演示go语言的一些关键特性。所有的演示程序都是可以运行的，程序的代码在安装目录的 "/doc/progs/"子目录中。
文中的代码都会标出在源代码文件中对应的行号。同时为了清晰起见，我们忽略了源代码文件空白行的行号。
Hello，世界
让我们从经典的"Hello, World"程序开始：
05 package main 07 import fmt "fmt" // Package implementing formatted I/O. 09 func main() { 10 fmt.Printf("Hello, world; or Καλημέρα κόσμε; or こんにちは 世界\n") 11 }
每个Go源文件开头都有一个"package"声明语句，指明源文件所在的包。同时，我们也可以根据具体的需要 来选择导入（import语句）特定功能的包。在这个例子中，我们通过导入“fmt”包来使用我们熟悉的printf函数。 不过在Go语言中，Printf函数的是大写字母开头，并且以fmt包名作为前缀：fmt.Printf。
关键字“func“用于定义函数。在所有初始化完成后，程序从main包中的main函数开始执行。
常量字符串可以包含Unicode字符，采用UTF-8编码。实际上，所有的Go语言源文件都采用UTF-8编码。
代码注释的方式和C++类似：
/* ... */ // ...
稍后，我们还有很多的关于打印的话题。
分号（Semicolons）
比较细心的读者可能发现前面的代码中基本没有出现分号“;”。其实在go语言中，只有在分隔 for循环的初始化语句时才经常用到；但是代码段末尾的分号一般都是省略的。
当然，你也可以像C或JAVA中那样使用分号。不过在大多数情况下，一个完整语句末尾的分号 都是有go编译器自动添加的——用户不需要输入每个分号。
关于分号的详细描述，可以查看Go语言说明文档。不过在实际写代码时，只需要记得一行末尾的分号 可以省略就可以了（对于一行写多个语句的，可以用分号隔开）。还有一个额外的好处是：在退出 大括号包围的子区域时，分号也是可以省略的。
在一些特殊情况下，甚至可以写出没有任何分号的代码。不过有一个重要的地方：对于"if"等 后面有大括弧的语句，需要将左大括弧放在"if"语句的同一行，如果不这样的话可能出现编译错误。 Go语言强制使用将开始大括弧放在同一行末尾的编码风格。
编译
Go是一个编译型的语言。目前有两种编译器，其中"Gccgo"采用GCC作为编译后端。另外还有 根据处理器架构命名的编译器：针对64位x86结构为"6g"，针对32位x86结构的为"8g"等等。 这些go专用的编译器编译很快，但是产生的目标代码效率比gccgo稍差一点。目前（2009年底）， go专用的编译器的运行时系统比"gccgo"要相对健壮一点。
下面看看如何编译并运行程序。先是用针对64位x86结构处理器的“6g”：
$ 6g helloworld.go # 编译; 输出 helloworld.6 $ 6l helloworld.6 # 链接; 输出 6.out $ 6.out Hello, world; or Καλημέρα κόσμε; or こんにちは 世界 $
如果是用gccgo编译，方法和传统的gcc编译方法类似：
$ gccgo helloworld.go $ a.out Hello, world; or Καλημέρα κόσμε; or こんにちは 世界 $
Echo
下面的例子是Unix系统中"echo"命令的简单实现：
05 package main 07 import ( 08 "os" 09 "flag" // command line option parser 10 ) 12 var omitNewline = flag.Bool("n", false, "don't print final newline") 14 const ( 15 Space = " " 16 Newline = "\n" 17 ) 19 func main() { 20 flag.Parse() // Scans the arg list and sets up flags 21 var s string = "" 22 for i := 0; i < flag.NArg(); i++ { 23 if i > 0 { 24 s += Space 25 } 26 s += flag.Arg(i) 27 } 28 if !*omitNewline { 29 s += Newline 30 } 31 os.Stdout.WriteString(s) 32 }
程序虽然很小，但是包含了go语言的更多特性。在上一个的例子中，我们演示了如何用"func"关键字定义函数。 类似的关键字还有："var"、"const"和"type"等，它们可以用于定义变量、常量和类型等，用法和"import"一致。 我们可以小括弧声明一组类型相同的变量（如7－10和14－17行所示）。当然，也可以分开独立定义：
const Space = " " const Newline = "\n"
程序首先导入 os 包，因为后面要用到包中的一个 *os.File 类型的 Stdout 变量。 这里的 import 语句实际上是一个声明，和我们在 hello world 程序中所使用方法一样，包的名字标识符（fmt） 为前缀用于定位包中定位包中的成员，包可以是在当前目录或标准包目录。在导入包的时候一般会默认选用包本身的 名字（在必要的时候可以将导入的包重新命名）。在“hello world”程序中，我们只是简单的 import "fmt" 。
如果需要，你可以自己重新命名被import的包。但那不是必须的，只在处理包名字冲突的时候会用到。
通过"os.Stdout"，我们可以用包中的"WriteString"方法来输出字符串。
现在已经导入"flag"包，并且在12行创建了一个全局变量，用于保存echo的"-n"命令行选项。变量 "omitNewline"为一个只想bool变量的bool型指针。
在"main.main"中，我们首先解析命令行参数（20行），然后创建了一个局部字符串变量用于保存要输出的内容。
变量声明语法如下：
var s string = "";
这里有一个"var"关键字，后面跟着变量名字和变量的数据类型，再后面可以用“＝”符号来进行赋初值。
简洁是go的一个目标，变量的定义也有更简略的语法。go可以根据初始值来判断变量的类型， 没有必要显式写出数据类型。也可以这样定义变量：
var s = "";
还有更短的写法：
s := "";
操作符":="将在Go中声明同时进行初始化一个变量时会经常使用。下面的代码是在"for"中声明并 初始化变量：
22 for i := 0; i < flag.NArg(); i++ {
"flag"包会解析命令行参数，并将不是flag选项的参数保存到一个列表中。可以通过flag的参数列表 访问普通的命令行参数。
Go语言的"for"语句和C语言中有几个不同的地方：第一，for是Go中唯一的循环语句，Go中没有while或 do语句；第二，for的条件语句并不需要用小括号包起来，但是循环体却必须要花括弧，这个规则同样适用于 if和switch。后面我们会看到for的一些例子。
在循环体中，通过"+="操作符向字符串"s"添加要命令行参数和空白。在循环结束后，根据命令行是否有"-n"选项， 判断末尾是否要添加换行符。最后输出结果。
值得注意的地方是"main.main"函数并没有返回值（函数被定义为没有返回值的类型）。如果"main.main" 运行到了末尾，就表示“成功”。如果想返回一个出错信息，可用系统调用强制退出：
os.Exit(1)
"os"包还包含了其它的许多启动相关的功能，例如"os.Args"是"flag"包的一部分（用来获取命令行输入）。
类型简介
Go语言中有一些通用的类型，例如"int"和"float"，它们对应的内存大小和处理器类型相关。同时， 也包含了许多固定大小的类型，例如"int8"和"float64"，还有无符号类型"uint"和"uint32"等。 需要注意的是，即使"int"和"int32"占有同样的内存大小，但并不是同一种数据类型。不过 "byte"和"uint8"对应是相同的数据类型，它们是字符串中字符类型。
go中的字符串是一个内建数据类型。字符串虽然是字符序列，但并不是一个字符数组。可以创建新的 字符串，但是不能改变字符串。不过我们可以通过新的字符串来达到想改变字符串的目的。 下面列举"strings.go"例子说明字符串的常见用法：
11 s := "hello" 12 if s[1] != 'e' { os.Exit(1) } 13 s = "good bye" 14 var p *string = &s 15 *p = "ciao"
不管如何，试图修改字符串的做法都是被禁止的：
s[0] = 'x'; (*p)[1] = 'y';
Go中的字符串和C++中的"const strings"概念类似，字符串指针则相当于C++中的"const strings" 引用。
是的，它们都是指针，但是Go中用法更简单一些。
数组的声明如下：
var arrayOfInt [10]int;
数组和字符串一样也是一个值对象，不过数组的元素是可以修改的。不同于C语言的是："int"类型数组 "arrayOfInt"并不能转化为"int"指针。因为，在Go语言中数组是一个值对象，它在内部保存"int"指针。
数组的大小是数组类型的一部分。我们还可以通过slice（切片）类型的变量来访问数组。 首先，数据元素的类型要和slice（切片）类型相同，然后通过"a: high"类似的 语法来关联数组的low到heigh-1的子区间元素。Slices和数组的声明语法类似，但是不像数组那样 要指定元素的个数（""和"10"的区别）；它在内部引用特定的空间，或者其它数组的空间。 如果多个Slices引用同一个数组，则可以共享数组的空间。但是不同数组之间是无法共享内存空间的。
在Go语言中Slices比数组使用的更为普遍，因为它更有弹性，引用的语法也使得它效率很高。 但是，Slices缺少对内存的绝对控制比数组要差一些。例如你只是想要一个可以存放100个元素 的空间，那么你就可以选择数组了。创建数组：
[3]int{1,2,3}
上面的语句创建一个含有3个元素的int数组。
当需要传递一个数组给函数时，你应该将函数的参数定义为一个Slice。这样，在调用函数的时候， 数组将被自动转换为slice传入。
比如以下函数以slices类型为参数（来自"sum.go"）：
09 func sum(a []int) int { // returns an int 10 s := 0 11 for i := 0; i < len(a); i++ { 12 s += a[i] 13 } 14 return s 15 }
函数的返回值类型(int)在sum()函数的参数列表后面定义。
为了调用sum函数，我们需要一个slice作为参数。我们先创建一个数组，然后将数组转为slice类型：
s := sum([3]int{1,2,3}[:])
如果你创建一个初始化的数组，你可以让编译器自动计算数组的元素数目，只要在数组大小中填写"..."就 可以了：
s := sum([...]int{1,2,3}[:])
是实际编码中，如果不关心内存的具体细节，可以用slice类型（省略数组的大小）来代替数组地址为函数参数：
s := sum([]int{1,2,3});
还有map类型，可以用以下代码初始化：
m := map[string]int{"one":1 , "two":2}
用内建的"len()"函数，可以获取map中元素的数目，该函数在前面的"sum"中用到过。"len()"函数 还可以用在strings, arrays, slices, maps, 和 channels 中。
还有另外的"range"语法可以用到strings, arrays, slices, maps, 和 channels 中， 它可以用于"for"循环的迭代。例如以下代码
for i := 0; i < len(a); i++ { ... }
用"range"语法可以写成：
for i, v := range a { ... }
这里的"i"对应元素的索引，"v"对应元素的值。关于更多的细节可以参考 Effective Go。
申请内存
在Go语言中，大部分的类型都是值变量。例如int或struct(结构体)或array(数组)类型变量， 赋值的时候都是复制整个元素。如果需要为一个值类型的变量分配空间，可以用new()：
type T struct { a, b int } var t *T = new(T);
或者更简洁的写法：
t := new(T);
还有另外一些类型，如：maps, slices 和 channels(见下面)是引用语意（reference semantics）。 如果你一个slice 或 map内的元素，那么其他引用了相同slice 或 map的变量也能看到这个改变。 对于这三类引用类型的变量，需要用另一个内建的make()分配并初始化空间：
m := make(map[string]int);
上目的代码定义一个新的map并分配了存储空间。如果只是定一个map而不想分配空间的话，可以这样：
var m map[string]int;
它创建了一个nil(空的)引用并且没有分配存储空间。如果你想用这个map, 你必须使用make来 分配并初始化内存空间或者指向一个已经有存储空间的map。
注意: new(T) 返回的类型是 *T , 而 make(T) 返回的是引用语意的 T 。如果你(错误的)使用 new()` 分配了一个引用对象，你将会得到一个指向 nil引用的指针。这个相当于声明了一个未初始化引用变量并取得 它的地址。
常量
虽然在Go中整数(integer)占用了大量的空间，但是常量类型的整数并没有占用很多空间。 这里没有像0LL 或 0x0UL的常量，取而代之的是使用整数常量作为大型高精度的值。常量只有 在最终被赋值给一个变量的时候才可以会出现溢出的情况：
const hardEight = (1 << 100) >> 97 // legal，合法
具体的语法细节比较琐屑，下面是一些简单的例子：
var a uint64 = 0 // a has type uint64, value 0 a := uint64(0) // equivalent; uses a "conversion" i := 0x1234 // i gets default type: int var j int = 1e6 // legal - 1000000 is representable in an int x := 1.5 // a float i3div2 := 3/2 // integer division - result is 1 f3div2 := 3./2. // floating point division - result is 1.5
（强制？）转换只适用于几种简单的情况：转换整数(int)到去其他的精度和大小，整数(int)与 浮点数(float)的转换, 还有其他一些简单情形。在Go语言中，系统不会对两种不同类型变量作 任何隐式的类型转换。此外，由常数初始化的变量需要指定确定的类型和大小。
I/O包
接下来我们使用open/close/read/write等基本的系统调用实现一个用于文件IO的包。 让我们从文件file.go开始：
05 package file 07 import ( 08 "os" 09 "syscall" 10 ) 12 type File struct { 13 fd int // file descriptor number 14 name string // file name at Open time 15 }
文件的第一行声明当前代码对应—"file"—包，然后导入os和syscall两个包。 包os封装了不同操作系统底层的实现，例如将文件抽象成相同的类型。我们将在系统接口基础 上封装一个基本的文件IO接口。
另外还有其他一些比较底层的syscall包，它提供一些底层的系统调用(system's calls)。
接下来是一个类型(type)定义：用"type"这个关键字来声明一个类。在这个例子里数据结构(data structure) 名为"File"。为了让这事变的有趣些，我们的File包含了一个这个文件的名字(name)用来描述这个文件。
因为结构体名字"File"的首字母是大写，所以这个类型包(package)可以被外部访问。在GO中访问规则的处理 是非常简单的：如果顶极类型名字首字母(包括：function, method, constant or variable, or of a structure field or method)是大写，那么引用了这个包(package)的使用者就可以访问到它。不然 名称和被命名的东西将只能有package内部看到。这是一个要严格遵循的规则，因为这个访问规则是由 编译器(compiler)强制规范的。在GO中，一组公开可见的名称是"exported"。
在这个File例子中，所有的字段(fields)都是小写所以从包外部是不能访问的，不过我们在下面将会一个 一个对外访问的出口(exported) —— 一个以大写字母开头的方法。
首先是一个创建File结构体的函数：
17 func newFile(fd int, name string) *File { 18 if fd < 0 { 19 return nil 20 } 21 return &File{fd, name} 22 }
这将返回一个指向新File结构体的指针，结构体存有文件描述符和文件名。这段代码使用了GO的''复合变量''(composite literal)的概念，和创建内建的maps和arrays类型变量一样。要创建在堆（heap-allocated）中创建一个新的 对象，我们可以这样写：
n := new(File); n.fd = fd; n.name = name; return n
如果结构比较简单的话，我们可以直接在返回结构体变量地址的时候初始化成员字段，如前面例子的 21行代码所示。
我们可以用前面的函数（newFile）构造一些File类型的变量，返回File：
24 var ( 25 Stdin = newFile(0, "/dev/stdin") 26 Stdout = newFile(1, "/dev/stdout") 27 Stderr = newFile(2, "/dev/stderr") 28 )
这里的newFile是内部函数，真正包外部可以访问的函数是Open：
30 func Open(name string, mode int, perm uint32) (file *File, err os.Error) { 31 r, e := syscall.Open(name, mode, perm) 32 if e != 0 { 33 err = os.Errno(e) 34 } 35 return newFile(r, name), err 36 }
在这几行里出现了一些新的东西。首先，函数Open返回多个值(multi-value)：一个File指针和一个error( 等一下会介绍errors)》我们用括号来表来声明返回多个变量值(multi-value)，语法上它看 起来像第二个参数列表。syscall.Open系统调用同样也是返回多个值multi-value。接着我们能在31行 创建了r和e两个变量用于保存syscall.Open的返回值。函数最终也是返回2个值，分别为File指针和一个error。 如果syscall.Open打开失败，文件描述r将会是个负值，newFile将会返回nil。
关于错误：os包包含了一些常见的错误类型。在用户自己的代码中也尽量使用这些通用的错误。 在Open函数中，我们用os.Error函数将Unix的整数错误代码转换为go语言的错误类型。
现在我们可以创建Files,我们为它定义了一些常用的方法(methods)。要给一个类型定义一个方法(method)， 需要在函数名前增加一个用于访问当前类型的变量。这些是为*File类型创建的一些方法：
38 func (file *File) Close() os.Error { 39 if file == nil { 40 return os.EINVAL 41 } 42 e := syscall.Close(file.fd) 43 file.fd = -1 // so it can't be closed again 44 if e != 0 { 45 return os.Errno(e) 46 } 47 return nil 48 } 50 func (file *File) Read(b []byte) (ret int, err os.Error) { 51 if file == nil { 52 return -1, os.EINVAL 53 } 54 r, e := syscall.Read(file.fd, b) 55 if e != 0 { 56 err = os.Errno(e) 57 } 58 return int(r), err 59 } 61 func (file *File) Write(b []byte) (ret int, err os.Error) { 62 if file == nil { 63 return -1, os.EINVAL 64 } 65 r, e := syscall.Write(file.fd, b) 66 if e != 0 { 67 err = os.Errno(e) 68 } 69 return int(r), err 70 } 72 func (file *File) String() string { 73 return file.name 74 }
这些并没有隐含的this指针（参考C＋＋类），而且类型的方法(methods)也不是定义在struct内部——struct结构 只声明数据成员(data members)。事实上，我们可以给任意数据类型定义方法，例如：整数(integer)，数组(array) 等。后面我们会有一个给数组定义方法的例子。
String这个方法之所以会被调用是为了更好的打印信息，我们稍后会详细说明。
方法(methods)使用os.EINVAL来表示(os.Error的版本)Unix错误代码EINVAL。 在os包中针对标准的error变量定义各种错误常量。
现在我们可以使用我们自己创建的包(package)了：
05 package main 07 import ( 08 "./file" 09 "fmt" 10 "os" 11 ) 13 func main() { 14 hello := []byte("hello, world\n") 15 file.Stdout.Write(hello) 16 file, err := file.Open("/does/not/exist", 0, 0) 17 if file == nil { 18 fmt.Printf("can't open file; err=%s\n", err.String()) 19 os.Exit(1) 20 } 21 }
--PROG progs/helloworld3.go /package/ END
这个''"./"''在导入(import)''"./file"''时告诉编译器(compiler)使用我们自己的package，而不是在 默认的package路径中找。
最后，我们来执行这个程序：
$ 6g file.go # compile file package $ 6g helloworld3.go # compile main package $ 6l -o helloworld3 helloworld3.6 # link - no need to mention "file" $ helloworld3 hello, world can't open file; err=No such file or directory $
Rotting cats
在我们上面创建的file包(package)基础之上，实现一个简单的Unix工具 "cat(1)", "progs/cat.go":
05 package main 07 import ( 08 "./file" 09 "flag" 10 "fmt" 11 "os" 12 ) 14 func cat(f *file.File) { 15 const NBUF = 512 16 var buf [NBUF]byte 17 for { 18 switch nr, er := f.Read(buf[:]); true { 19 case nr < 0: 20 fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error reading from %s: %s\n", f.String(), er.String()) 21 os.Exit(1) 22 case nr == 0: // EOF 23 return 24 case nr > 0: 25 if nw, ew := file.Stdout.Write(buf[0:nr]); nw != nr { 26 fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error writing from %s: %s\n", f.String(), ew.String()) 27 } 28 } 29 } 30 } 32 func main() { 33 flag.Parse() // Scans the arg list and sets up flags 34 if flag.NArg() == 0 { 35 cat(file.Stdin) 36 } 37 for i := 0; i < flag.NArg(); i++ { 38 f, err := file.Open(flag.Arg(i), 0, 0) 39 if f == nil { 40 fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: can't open %s: error %s\n", flag.Arg(i), err) 41 os.Exit(1) 42 } 43 cat(f) 44 f.Close() 45 } 46 }
现在应该很容易被理解，但是还有些新的语法"switch". 比如: 包括了"for"循环， "if"和 "switch"初始化的语句。在"switch"语句的18行用了"f.Read()"函数的返回值"nr"和"er"做为 变量(25行中的"if"也采用同样的方法)。这里的"switch"语法和其他语言语法基本相同，每个分支(cases) 从上到下查找是否与相关的表达式相同，分支(case)的表达式不仅仅是常量(constants)或整数(integers), 它可以是你想到的任意类型。
这个"switch"的值永远是"真(true)", 我们会一直执行它, 就像"for"语句，不写值默认是"真"(true). 事实上，"switch"是从"if-else"由来的。在这里我们要说明, "switch"语句中的每个"分支"(case)都 默认隐藏了"break".
在25行中调用"Write()"采用了slicing来取得buffer数据. 在标准的GO中提供了Slices对I/O buffers的操作。
现在让我们做一个"cat"的升级版让"rot13"来处理输入, 就是个简单的字符处理，但是要 采用GO的新特性"接口(interface)"来实现。
这个"cat()"使用了2个子程序"f":"Read()"和"String", 让我们定义这2个接口， 源码参考 "progs/cat_rot13.go"
26 type reader interface { 27 Read(b []byte) (ret int, err os.Error) 28 String() string 29 }
任何类型的方法都有 reader 这两个方法 —— 也就是说实现了这两个方法， 任何类型的方法都能使用。由于 file.File 实现了 reader 接口，我们就可以让 cat 的子程序访问 reader 从而取代了 *file.File 并且能正常工作，让我们来些第二个类型实现 reader , 一个关注现有的 reader ，另一个 rot13 只关注数据。我们只是定义了这个类型和 实现了这个方法并没有做其他的内部处理, 我们实现了第二个 reader 接口.
31 type rotate13 struct { 32 source reader 33 } 35 func newRotate13(source reader) *rotate13 { 36 return &rotate13{source} 37 } 39 func (r13 *rotate13) Read(b []byte) (ret int, err os.Error) { 40 r, e := r13.source.Read(b) 41 for i := 0; i < r; i++ { 42 b[i] = rot13(b[i]) 43 } 44 return r, e 45 } 47 func (r13 *rotate13) String() string { 48 return r13.source.String() 49 } 50 // end of rotate13 implementation
(42行的"rot13"函数非常简单，没有必要在这里进行讨论)
为了使用新的特性，我们定义了一个标记(flag):
14 var rot13Flag = flag.Bool("rot13", false, "rot13 the input")
用它基本上不需要修改"cat()"这个函数：
52 func cat(r reader) { 53 const NBUF = 512 54 var buf [NBUF]byte 56 if *rot13Flag { 57 r = newRotate13(r) 58 } 59 for { 60 switch nr, er := r.Read(buf[:]); { 61 case nr < 0: 62 fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error reading from %s: %s\n", r.String(), er.String()) 63 os.Exit(1) 64 case nr == 0: // EOF 65 return 66 case nr > 0: 67 nw, ew := file.Stdout.Write(buf[0:nr]) 68 if nw != nr { 69 fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error writing from %s: %s\n", r.String(), ew.String()) 70 } 71 } 72 } 73 }
(我们应该对 main 和 cat 单独做些封装，不仅仅是对类型参数的修改，就当是练习)从56行到 58行: 如果 rot13 标记是真，封装的 reader 就会接受数据并传给 rotate13 并处理. 注意: 这个接口的值是变量，不是指针，这个参数是 reader 类型，不是 *reader , 尽管后面转换为 指向结构体的指针。
这里是执行结果:
% echo abcdefghijklmnopqrstuvwxyz | ./cat abcdefghijklmnopqrstuvwxyz % echo abcdefghijklmnopqrstuvwxyz | ./cat --rot13 nopqrstuvwxyzabcdefghijklm %
也许你会说使用注入依赖(dependency injection)能轻松的让接口以一个文件描述符执行。
接口(interfaces)是Go的一个特性，一个接口是由类型实现的，接口就是声明该类型的所有方法。 也就是说一个类型可以实现多个不同的接口, 没有任何类型的限制，就像我们的例子"rot13". "file.File"这个类型实现了"reader", 它也能实现"writer", 或通过其他的方法来实现这个接口。 参考空接口(empty interface)
type Empty interface {}
任何类型都默认实现了空接口，我们可以用空接口来保存任意类型。
Sorting
接口(interfaces)提供了一个简单形式的多态(polymorphism). 他们把对象的定义和 如何实现的分开处理，允许相同的接口可以有不能的实现方法。
参考这个简单的排序算法(sort algorithm)"progs/sort.go"
13 func Sort(data Interface) { 14 for i := 1; i < data.Len(); i++ { 15 for j := i; j > 0 && data.Less(j, j-1); j-- { 16 data.Swap(j, j-1) 17 } 18 } 19 }
--PROG progs/sort.go /func.Sort/ /^}/
我们要封装这个排序(sort)的接口(interface)仅需要三个方法。
07 type Interface interface { 08 Len() int 09 Less(i, j int) bool 10 Swap(i, j int) 11 }
我们可以用任何类型的"Sort"去实现"Len", "Less" 和 "Swap". 这个"sort"包里面 包含一些方法(methods). 下面是整型数组的代码:
33 type IntArray []int 35 func (p IntArray) Len() int { return len(p) } 36 func (p IntArray) Less(i, j int) bool { return p[i] < p[j] } 37 func (p IntArray) Swap(i, j int) { p[i], p[j] = p[j], p[i] }
你看到的是一个没有任何类型的"结构体"(non-struct type). 在你的包里面你可以定义 任何你想定义的类型.
现在用"progs/sortmain.go"程序进行测试，用"sort"包里面的排序函数进行排序。
12 func ints() { 13 data := []int{74, 59, 238, -784, 9845, 959, 905, 0, 0, 42, 7586, -5467984, 7586} 14 a := sort.IntArray(data) 15 sort.Sort(a) 16 if !sort.IsSorted(a) { 17 panic("fail") 18 } 19 }
如果我们为sort提供一个新类型，我们就需要为这个类型实现三个方法，如下:
30 type day struct { 31 num int 32 shortName string 33 longName string 34 } 36 type dayArray struct { 37 data []*day 38 } 40 func (p *dayArray) Len() int { return len(p.data) } 41 func (p *dayArray) Less(i, j int) bool { return p.data[i].num < p.data[j].num } 42 func (p *dayArray) Swap(i, j int) { p.data[i], p.data[j] = p.data[j], p.data[i] }
打印输出
前面例子中涉及到的打印都比较简单。在这一节中，我们将要讨论Go语言格式化输出的功能。
我们已经用过"fmt"包中的"Printf"和"Fprintf"等输出函数。"fmt"包中的"Printf"函数的 完整说明如下：
Printf(format string, v ...) (n int, errno os.Error)
其中"..."表示数目可变参数，和C语言中"stdarg.h"中的宏类似。不过Go中，可变参数是通道 一个空接口（"interface {}"）和反射（reflection）库实现的。反射特性可以帮助"Printf" 函数很好的获取参数的详细特征。
在C语言中，printf函数的要格式化的参数类型必须和格式化字符串中的标志一致。不过在Go语言中， 这些细节都被简化了。我们不再需要"%llud"之类的标志，只用"%d"表示要输出一个整数。至于对应 参数的实际类型，"Printf"可以通过反射获取。例如：
10 var u64 uint64 = 1<<64-1 11 fmt.Printf("%d %d\n", u64, int64(u64))
输出
18446744073709551615 -1
最简单的方法是用"%v"标志，它可以以适当的格式输出任意的类型（包括数组和结构）。下面的程序，
14 type T struct { 15 a int 16 b string 17 } 18 t := T{77, "Sunset Strip"} 19 a := []int{1, 2, 3, 4} 20 fmt.Printf("%v %v %v\n", u64, t, a)
将输出：
18446744073709551615 {77 Sunset Strip} [1 2 3 4]
如果是使用"Print"或"Println"函数的话，甚至不需要格式化字符串。这些函数会针对数据类型 自动作转换。"Print"函数默认将每个参数以"%v"格式输出，"Println"函数则是在"Print"函数 的输出基础上增加一个换行。一下两种输出方式和前面的输出结果是一致的。
21 fmt.Print(u64, " ", t, " ", a, "\n") 22 fmt.Println(u64, t, a)
如果要用"Printf"或"Print"函数输出似有的结构类型，之需要为该结构实现一个"String()"方法， 返回相应的字符串就可以了。打印函数会先检测该类型是否实现了"String()"方法，如果实现了则以 该方法返回字符串作为输出。下面是一个简单的例子。
09 type testType struct { 10 a int 11 b string 12 } 14 func (t *testType) String() string { 15 return fmt.Sprint(t.a) + " " + t.b 16 } 18 func main() { 19 t := &testType{77, "Sunset Strip"} 20 fmt.Println(t) 21 }
因为 *testType 类型有 String() 方法，因此格式化函数用它作为输出结果：
77 Sunset Strip
前面的例子中，"String()"方法用到了"Sprint"（从字面意思可以猜测函数将返回一个字符串） 作为格式化的基础函数。在Go中，我们可以递归使用"fmt"库中的函数来为格式化服务。
"Printf"函数的另一种输出是"%T"格式，它输出的内容更加详细，可以作为调试信息用。
自己实现一个功能完备，可以输出各种格式和精度的函数是可能的。不过这不是该教程的重点，大家 可以把它当作一个课后练习。
读者可能有疑问，"Printf"函数是如何知道变量是否有"String()"函数实现的。实际上，我们 需要先将变量转换为Stringer接口类型，如果转换成功则表示有"String()"方法。下面是一个 演示的例子：
type Stringer interface { String() string } s, ok := v.(Stringer); // Test whether v implements "String()" if ok { result = s.String() } else { result = defaultOutput(v) }
这里用到了类型断言("v.(Stringer)")，用来判断变量"v"是否可以满足"Stringer"接口。 如果满足，"s"将对应转换后的Stringer接口类型并且"ok"被设置为"true"。然后我们通过"s"， 以Stringer接口的方式调用String()函数。如果不满足该接口特征，"ok"将被设置为false。
"Stringer"接口的命名通常是在接口方法的名字后面加''er''后缀，这里是"String+er"。
Go中的打印函数，除了"Printf"和"Sprintf"等之外，还有一个"Fprintf"函数。不过"Fprintf"函数和 的第一个参数并不是一个文件，而是一个在"io"库中定义的接口类型：
type Writer interface { Write(p []byte) (n int, err os.Error); }
这里的接口也是采用类似的命名习惯，类型的接口还有"io.Reader"和"io.ReadWriter"等。 在调用"Fprintf"函数时，可以用实现了"Write"方法的任意类型变量作为参数，例如文件、网络、管道等等。
生成素数
这里我们要给出一个并行处理程序及之间的通信。这是一个非常大的课题，我们这里只是给出一些要点。
素数筛选是一个比较经典的问题（这里侧重于Eratosthenes素数筛选算法的并行特征）。它以全部的 自然后为筛选对象。首选从第一个素数2开始，后续数列中是已经素数倍数的数去掉。每次筛选可以得到 一个新的素数，然后将新的素数加入筛选器，继续筛选后面的自然数列（这里要参考算法的描述调整）。
这里是算法工作的原理图。每个框对应一个素数筛选器，并且将剩下的数列传给下一个素数筛进行筛选。
为了产生整数序列，我们使用管道。管道可以用于连接两个并行的处理单。在Go语言中， 管道由运行时库管理，可以用"make"来创建新的管道。
这是"progs/sieve.go"程序的第一个函数：
09 // Send the sequence 2, 3, 4, ... to channel 'ch'. 10 func generate(ch chan int) { 11 for i := 2; ; i++ { 12 ch <- i // Send 'i' to channel 'ch'. 13 } 14 }
函数"generate"用于生成2, 3, 4, 5, ...自然数序列，然后依次发送到管道。 这里用到了二元操作符"<-"， 它用于向管道发送数据。当管道没有接受者的时候 会阻塞，直到有接收者从管道接受数据为止。
过滤器函数有三个参数：输入输出管道和用于过滤的素数。当输入管道读出来的数不能被 过滤素数整除时，则将当前整数发送到输出管道。这里用到了"<-"操作符，它用于从 管道读取数据。
16 // Copy the values from channel 'in' to channel 'out', 17 // removing those divisible by 'prime'. 18 func filter(in, out chan int, prime int) { 19 for { 20 i := <-in // Receive value of new variable 'i' from 'in'. 21 if i % prime != 0 { 22 out <- i // Send 'i' to channel 'out'. 23 } 24 } 25 }
整数生成器generator函数和过滤器filters是并行执行的。Go语言有自己的并发 程序设计模型，这个和传统的进程/线程/轻量线程类似。为了区别，我们把Go语言 中的并行程序称为goroutines。如果一个函数要以goroutines方式并行执行， 只要用"go"关键字作为函数调用的前缀即可。goroutines和它的启动线程并行执行， 但是共享一个地址空间。例如，以goroutines方式执行前面的sum函数：
go sum(hugeArray); // calculate sum in the background
如果想知道计算什么时候结束，可以让sum用管道把结果返回：
ch := make(chan int); go sum(hugeArray, ch); // ... do something else for a while result := <-ch; // wait for, and retrieve, result
再回到我们的素数筛选程序。下面程序演示如何将不同的素数筛链接在一起：
28 func main() { 29 ch := make(chan int) // Create a new channel. 30 go generate(ch) // Start generate() as a goroutine. 31 for { 32 prime := <-ch 33 fmt.Println(prime) 34 ch1 := make(chan int) 35 go filter(ch, ch1, prime) 36 ch = ch1 37 } 38 }
29行先调用"generate"函数，用于产生最原始的自然数序列（从2开始）。然后 从输出管道读取的第一个数为新的素数，并以这个新的素数生成一个新的过滤器。 然后将新创建的过滤器添加到前一个过滤器后面，新过滤器的输出作为新的输出 管道。
sieve程序还可以写的更简洁一点。这里是"generate"的改进，代码在 "progs/sieve1.go"中：
10 func generate() chan int { 11 ch := make(chan int) 12 go func(){ 13 for i := 2; ; i++ { 14 ch <- i 15 } 16 }() 17 return ch 18 }
新完善的generate函数在内部进行必须的初始化操作。它创建输出管道，然后 启动goroutine用于产生整数序列，最后返回输出管道。它类似于一个并发程序 的工厂函数，完成后返回一个用于链接的管道。
第12-16行用go关键字启动一个匿名函数。需要注意的是，generate函数的"ch" 变量对于匿名函数是可见，并且"ch"变量在generate函数返回后依然存在（因为 匿名的goroutine还在运行）。
这里我们采用过滤器"filter"来筛选后面的素数：
21 func filter(in chan int, prime int) chan int { 22 out := make(chan int) 23 go func() { 24 for { 25 if i := <-in; i % prime != 0 { 26 out <- i 27 } 28 } 29 }() 30 return out 31 }
函数"sieve"对应处理的一个主循环，它只是依次将数列交给后面的素数筛选器进行筛选。 如果遇到新的素数，再输出素数后以该素数创建信的筛选器。
33 func sieve() chan int { 34 out := make(chan int) 35 go func() { 36 ch := generate() 37 for { 38 prime := <-ch 39 out <- prime 40 ch = filter(ch, prime) 41 } 42 }() 43 return out 44 }
主函数入口启动素数生成服务器，然后打印从管道输出的素数：
46 func main() { 47 primes := sieve() 48 for { 49 fmt.Println(<-primes) 50 } 51 }
Multiplexing
基于管道，我们可以很容易实现一个支持多路客户端的服务器程序。采用的技巧是将每个客户端私有的通信管道 作为消息的一部分发送给服务器，然后服务器通过这些管道和客户端独立通信。现实中的服务器实现都很复杂， 我们这里只给出一个服务器的简单实现来展现前面描述的技巧。首先定义一个"request"类型，里面包含一个 客户端的通信管道。
09 type request struct { 10 a, b int 11 replyc chan int 12 }
服务器对客户端发送过来的两个整数进行运算。下面是具体的函数，函数在运算完之后将结构通过结构中的 管道返回给客户端。
14 type binOp func(a, b int) int 16 func run(op binOp, req *request) { 17 reply := op(req.a, req.b) 18 req.replyc <- reply 19 }
第14行现定义一个"binOp"函数类型，用于对两个整数进行运算。
服务器routine线程是一个无限循环，它接受客户端请求。然后为每个客户端启动一个独立的routine线程， 用于处理客户数据（不会被某个客户端阻塞）。
21 func server(op binOp, service chan *request) { 22 for { 23 req := <-service 24 go run(op, req) // don't wait for it 25 } 26 }
启动服务器的方法也是一个类似的routine线程，然后返回服务器的请求管道。
28 func startServer(op binOp) chan *request { 29 req := make(chan *request) 30 go server(op, req) 31 return req 32 }
这里是一个简单的测试。首先启动服务器，处理函数为计算两个整数的和。接着向服务器发送"N"个请求（无阻塞）。 当所有请求都发送完了之后，再进行验证返回结果。
34 func main() { 35 adder := startServer(func(a, b int) int { return a + b }) 36 const N = 100 37 var reqs [N]request 38 for i := 0; i < N; i++ { 39 req := &reqs[i] 40 req.a = i 41 req.b = i + N 42 req.replyc = make(chan int) 43 adder <- req 44 } 45 for i := N-1; i >= 0; i-- { // doesn't matter what order 46 if <-reqs[i].replyc != N + 2*i { 47 fmt.Println("fail at", i) 48 } 49 } 50 fmt.Println("done") 51 }
前面的服务器程序有个小问题：当main函数退出之后，服务器没有关闭，而且可能有一些客户端被阻塞在 管道通信中。为了处理这个问题，我们可给服务器增加一个控制管道，用于退出服务器。
32 func startServer(op binOp) (service chan *request, quit chan bool) { 33 service = make(chan *request) 34 quit = make(chan bool) 35 go server(op, service, quit) 36 return service, quit 37 }
首先给"server"函数增加一个控制管道参数，然后这样使用：
21 func server(op binOp, service chan *request, quit chan bool) { 22 for { 23 select { 24 case req := <-service: 25 go run(op, req) // don't wait for it 26 case <-quit: 27 return 28 } 29 } 30 }
在服务器函数中，"select"操作服用于从多个通讯管道中选择一个就绪的管道。如果所有的管道都没有数据， 那么将等待知道有任意一个管道有数据。如果有多个管道就绪，则随即选择一个。服务器处理客户端请求，如果 有退出消息则退出。
最后是在main函数中保存"quit"管道，然后在退出的时候向服务线程发送停止命令。
40 adder, quit := startServer(func(a, b int) int { return a + b })
...
55 quit <- true
当然，Go语言及并行编程要讨论的问题很多。这个入门只是给出一些简单的例子。
