Go 的基本数据类型分为 4 大类,相比于 Java 更简洁且明确:

类别 具体类型 说明
数值型 intint8int16int32int64 Go 的 int 长度由平台决定(32 位系统为 4 字节,64 位为 8 字节),有符号整数(位数明确,如 int8 占 1 字节)
uintuint8uint16uint32uint64uintptr 无符号整数(uintptr 用于指针运算)
float32float64 浮点数(默认 float64
complex64complex128 复数(实部和虚部分别为 float32 或 float64,Java 无此类型)
布尔型 bool 仅 true/false(不可用 0/1 替代)
字符串 string 不可变的 UTF-8 字符序列
派生型 byte(=uint8 1 字节数据
rune(=int32 Go 语言的字符(rune)使用 Unicode 来存储,而并不是字符本身,如果把 rune 传递给 fmt.Println 方法,会在控制台看到数字。虽然 Java 语言同样以 Unicode 保存字符(char),不过它会在控制台打印字符信息

Go 和 Java 同样都是 静态类型语言,要求在 编译期 确定所有变量的类型,且类型不可在运行时动态改变。Go 不允许任何隐式类型转换(如 int32 到 int64),但是在 Java 中允许基本类型隐式转换(如 int → long),除此之外,Go 语言会严格区分类型别名(如 int 与 int32 不兼容)。在 Go 语言中如果需要将不同类型的变量进行计算,需要进行类型转换:

package main

import "fmt"

func main() {
	a := 1
	b := 2.2
	// 如果不类型转换则不能通过编译
	fmt.Println(float64(a) * b)
}

“引用类型”

在 Go 语言中,严格来说并没有 “引用类型” 这一官方术语,但在 Go 语言社区中通常将 Slice(切片)、Map(映射)、Channel(通道) 称为 “引用语义类型”(或简称引用类型),因为它们的行为与传统的引用类型相似,在未被初始化时为 nil,并无特定的 “零值”。除了这三种类型之外,Go 的其他类型(如结构体、数组、基本类型等)都是 值类型

Slice

Go 的 Slice 本质上是动态数组的抽象,基于底层数组实现自动扩容。它类似于 Java 中的 ArrayList,采用 var s []int 或 s := make([]int, 5) 声明,如下:

package main

import "fmt"

func slice() {
  // 初始化到小为 0 的切片
  s := make([]int, 0)
  // 动态追加元素
  s = append(s, 1, 2, 3, 4, 5)
  fmt.Println(s)
  // 子切片,左闭右开区间 sub = {2, 3}
  sub := s[1:3]
  fmt.Println(sub)
  // 修改子切片值会影响到 s 原数组
  sub[0] = 99
  fmt.Println(s)
}

切片的底层数组并不能增长大小。如果数组没有足够的空间来保存新的元素,所有的元素会被拷贝至一个新的更大的数组,并且切片会被更新为引用这个新的数组。但是由于这些场景都发生在 append 函数内部,所发知道返回的切片和传入 append 函数的切片是否为相同的底层数组,所以如果保留了两个切片,那么这一点需要注意。

Map

Go 的 Map 本质上是无序键值对集合,基于哈希表实现。它的键必须支持 == 操作(如基本类型、结构体、指针),声明方式为 m := make(map[string]int) 或 m := map[string]int{"a": 1},它与 Java 中的 HashMap 类似,如下所示:

package main

import "fmt"

func learnMap() {
  m := make(map[string]int)
  m["a"] = 1
  // 安全的读取
  value, ok := m["a"]
  if ok {
    fmt.Println(value)
  }
  delete(m, "a")
}
Channel

Go 的 Channel 是用于 协程(goroutine,Go 语言中的并发任务类似 Java 中的线程)间通信 的管道,支持同步或异步数据传输。无缓冲区通道会阻塞发送 / 接收操作,直到另一端就绪。它的声明方式为 channel := make(chan string)(无缓冲)或 channel := make(chan string, 3)(有缓冲,缓冲区大小为 3),创建无缓存区的 channel 示例如下:

package main

import "fmt"

// 创建没有缓冲区的 channel,如果向其中写入值后而没有其他协程从中取值,
// 再向其写入值的操作则会被阻塞,也就是说“发送操作会阻塞发送 goroutine,直到另一个 goroutine 在同一 channel 上执行了接收操作”
// 反之亦然
func channel() {
  channel1 := make(chan string)
  channel2 := make(chan string)

  // 启动一个协程很简单,即 go 关键字和要调用的函数
  go abc(channel1)
  go def(channel2)

  // <- 标识符指出 channel 表示从协程中取值,输出一直都会是 adbecf
  fmt.Print(<-channel1)
  fmt.Print(<-channel2)
  fmt.Print(<-channel1)
  fmt.Print(<-channel2)
  fmt.Print(<-channel1)
  fmt.Println(<-channel2)
}

// <- 标识符指向 channel 表示向 channel 中发送值
func abc(channel chan string) {
  channel <- "a"
  channel <- "b"
  channel <- "c"
}

func def(channel chan string) {
  channel <- "d"
  channel <- "e"
  channel <- "f"
}

如果创建有缓冲的 channel,在我们的例子中,那么就可以实现写入协程不必等待 main 协程的接收操作了:

package main

import "fmt"

func channelNoBlocked() {
	// 表示创建缓冲区大小为 3 的 channel,并且 channel 传递的类型为 string
	channel1 := make(chan string, 3)
	channel2 := make(chan string, 3)

	go abc(channel1)
	go def(channel2)

	// 输出一直都会是 adbecf
	fmt.Print(<-channel1)
	fmt.Print(<-channel2)
	fmt.Print(<-channel1)
	fmt.Print(<-channel2)
	fmt.Print(<-channel1)
	fmt.Println(<-channel2)
}

在 Go 中创建上述三种引用类型的对象时,都使用了 make 函数,它是专门用于初始化这三种引用类型的,如果不使用该函数,直接声明(如 var m map[string]int)会得到 nil 值,而无法直接操作。它与 Java 中的 new 关键字操作有很大的区别,new 关键字会为对象分配内存 并调用构造函数(初始化逻辑在构造函数中),而在 Go 的设计中是没有构造函数的,Go 语言除了这三种引用类型,均为值类型,直接声明即可,声明时便会直接分配内存并初始化为零值。

从失败中恢复

在 Go 语言中 没有传统 “异常” 概念,它不依赖 try/catch,而是通过 显式返回错误值 和 panic/recover 机制处理。它的错误(error)也是普通的数据,能够作为值传递。在多数方法中能看到如下类似的实现:

package main

func main() {
	data, err := ReadFile("file.txt")
	// 处理错误
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	// ...
}

func ReadFile(path string) ([]byte, error) {
    // 成功返回 data, nil
    // 失败返回 nil, error
}

Go 语言使用 panic 来处理不可恢复的或程序无法继续运行的错误(如数组越界、空指针),这类似于 Java 语言中的 throw 异常,它会中断方法或函数的执行,向上抛出直到遇到 defer 和 recover() 函数的声明捕获或者程序崩溃:

// 初始化失败时触发 panic
func initDatabase() {
    if !checkDatabaseConnection() {
        panic("Database connection failed!")
    }
}

// 通过 recover 捕获 panic
func main() {
	// 延迟函数的执行
    defer func() {
		// 使用 recover() 函数尝试捕获异常 
        if r := recover(); r != nil {
            fmt.Println("Recovered from panic:", r)
        }
    }()
    initDatabase()
    // 正常逻辑...
}

defer 关键字 必须修饰的函数或方法,而且被这个关键字修饰的函数或方法 一旦注册 无论如何都会被执行(类似于 Java 中的 finally),但如果 defer 声明在函数尾部,但函数在运行到该 defer 语句之前就退出(例如中途 return 或 panic),则 defer 不会注册,也不会执行所以该关键字在资源被初始化之后应该立即使用,而非像 Java 一样声明在方法的尾部。而且 defer 支持声明多个,但执行的顺序是逆序的。

revocer() 函数与 defer 关键字搭配使用,它会返回函数执行过程中抛出的 panic(未发生 panic 时会为 nil),可以帮助开发者恢复或提供有用的异常信息。

以下是在文件读取场景 Go 和 Java 语言在语法上的不同:

  • Go

func readFile() {
    file, err := os.Open("file.txt")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer file.Close()
    // 处理文件内容
}
  • Java

public void readFile() {
    // try-with-resources
    try (FileReader file = new FileReader("file.txt")) {
        // 处理文件内容
    } catch (IOException e) {
        System.err.println("Error: " + e.getMessage());
    }
}

问:我看到其他编程语言有 exceptionpanic 和 recover 函数似乎以类似的方式工作。我可以把它们当作 exception 来使用吗?

答:Go 语言维护者强烈建议不要这样做。甚至可以说,语言本身的设计不鼓励使用 panic 和 recover。在 2012 年的一次主题会议上,RobPike(Go 的创始人之一)把 panic 和 recover 描述为 “故意笨拙”。这意味着,在设计 Go 时,创作者们没有试图使 panic 和 recover 被容易或愉快地使用,因此它们会很少使用。这是 Go 设计者对 exception 的一个主要弱点的回应:它们可以使程序流程更加复杂。相反,Go 开发人员被鼓励以处理程序其他部分的方式处理错误:使用 if 和 return 语句,以及 error 值。当然,直接在函数中处理错误会使函数的代码变长,但这比根本不处理错误要好得多。(Go 的创始人发现,许多使用 exception 的开发人员只是抛出一个 exception,之后并没有正确地处理它。)直接处理错误也使错误的处理方式一目了然,你不必查找程序的其他部分来查看错误处理代码。所以不要在 Go 中寻找等同于 exception 的东西。这个特性被故意省略了。对于习惯了使用 exception 的开发人员来说,可能需要一段时间的调整,但 Go 的维护者相信,这最终会使软件变得更好。

for 和 if

for

Go 语言的循环语法只有 for,没有 while 或 do-while,但可实现所有循环模式:

// 1. 经典三段式(类似 Java 的 for 循环)
for i := 0; i < 5; i++ {
    fmt.Println(i)
}

// 2. 类似 while 循环(条件在前)
sum := 0
for sum < 10 {
    sum += 2
}

// 3. 无限循环(省略条件)
for {
    fmt.Println("Infinite loop")
    break  // 需手动退出
}

// 4. 遍历集合,采用 range 关键字,index 和 value 分别表示索引和值
arr := []int{1, 2, 3}
for index, value := range arr {
    fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", index, value)
}
if

Go 语言的 if 语法相比于 Java 支持声明 + 条件的形式,并且强制要求大括号(即使是单行语句也必须使用 {}):

// 支持简短声明(声明 + 条件)
if num := 10; num > 5 {  
    fmt.Println("num is greater than 5")
}
// 简单判断
if num > 5 {
    fmt.Println("num is greater than 5")
}
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