Go 语言中的一等公民:看似普通的函数,凭什么?

转载自煎鱼的blog

在 Go 语言中,一提函数,大家提的最多的就是 “Go 语言的函数是一等公民”。这个定义来的非常突然,我们先了解一下什么是一等公民,他又凭什么?

根据维基百科的一等公民(First-class citizen)的定义:

In programming language design, a first-class citizen (also type, object, entity, or value) in a given programming language is an entity which supports all the operations generally available to other entities. These operations typically include being passed as an argument, returned from a function, modified, and assigned to a variable.

在编程语言设计中,给定编程语言中的一等公民(也就是类型,对象,实体或值)可以把函数赋值给变量,也可以把函数作为其它函数的参数或者返回值来直接使用。

Go 语言的函数也满足这个定义,因此常被称为 “一等公民”,非常有意思。了解清楚背景后,接下来进一步展开。

普通函数

在 Go 语言中普通函数的定义格式为 func [函数名](入参)(出参),如下:

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func callFuncA(x, y string) (s string, err error) {
return x + y, nil
}

func main() {
callFuncA("炸", "煎鱼")
}

在示例代码中声明了一个函数名为 callFuncA 的方法,他只允许在包内调用,因此首字母为小写。

其具有两个入参,分别是 xy,类型都为 string。而出参为变量 serr,类型分别为 stringerror

另外在函数体内返回值时,也可以采用快捷返回的方式:

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func callFuncA(x, y string) (s string, err error) {
s = x + y
return
}

在出参时所声明的变量名称,是可以应用到自身函数的。因此若直接执行 return 则会隐式返回已经声明的出参变量。

在函数定义时,其入参还支持可变参数的语法:

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func callFuncA(x ...string) (s string, err error) {
s = strings.Join(x, ",")
return
}

func main() {
fmt.Println(callFuncA("炸", "煎鱼"))
}

在入参变量上声明为 x ...string,则表示变量 xstring 类型的可变变量,能够在入参时传入多个 string 参数。

可变变量所传入的格式为切片(slice)类型,该类型我们会在后面的章节进行讲解,你可以理解为不受长度限制的动态数组:

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[0: 炸 1: 煎鱼]

一般对可变变量的常见后续操作多是循环遍历处理,又或是进行拼接等操作。

匿名函数

Go 语言也默认支持匿名函数的声明,声明的方式与普通函数几乎一样:

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func main() {
s := func(x, y string) (s string, err error) {
return x + y, nil
}

s("炸", "煎鱼")
}

匿名函数可以在任意地方声明,且不需要定义函数名,如果在函数体后马上跟 () 则表示声明后立即执行:

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func main() {
s, _ := func(x, y string) (s string, err error) {
return x + y, nil
}("炸", "煎鱼")
}

而在所有的函数类使用中,有一点非常重要,那就是函数变量作用域的理解:

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func main() {
x, y := "炸", "煎鱼"
s, _ := func() (s string, err error) {
return x + y, nil
}()
fmt.Println(s)
}

该匿名函数没有形参,函数内部没有定义相应的变量,此时其读取的是全局的 xy 变量的值,输出结果是 “炸煎鱼”。

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func main() {
x, y := "炸", "煎鱼"
_, _ = func(x, y string) (s string, err error) {
x = "吃"
return x + y, nil
}(x, y)
fmt.Println(x, y)
}

该匿名函数有形参,但是在函数内部又重新赋值了变量 x。那么最终外部所输出的变量 x的值是什么呢?输出结果是 “炸 煎鱼”。

为什么明明在函数内已经对变量 x 重新赋值,却依然没有改变全局变量 x 的值呢?

其本质原因是作用域不同,函数内部所修改的变量 x 是函数内的局部变量。而外部的是全局的变量,所归属的作用域不同。

结构方法

在结合结构体(struct)的方式下,可以声明归属于该结构体下的方法:

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type T struct{}

func NewT() *T {
return &T{}
}

func (t *T) callFuncA(x, y string) (s string, err error) {
return x + y, nil
}

func main() {
NewT().callFuncA("炸", "煎鱼")
}

具体的函数的使用方法与普通函数一样,无其他区别。

而与结构体有关的值传递、引用传递的方法调用将在具体后面的章节再展开。

内置函数

Go 语言本身有支持一些内置函数,这些内置函数的调用不需要引用第三方标准库。内置函数的作用是用于配合 Go 语言的常规使用,数量非常少。如下:

  • 用于获取某些类型的长度和容量:len、cap。
  • 用于创建并分配某些类型的内存:new、make。
  • 用于错误处理机制(异常恐慌、异常捕获):panic、recover。
  • 用于复制和新增切片(slice):copy、append。
  • 用于简单输出信息:print、println。
  • 用于处理复数:complex、real、imag。

针对每个内置函数的真实使用场景,我们会在后续的章节再进一步展开,因为每个内置函数本质上都对应着各类型的使用场景。

总结

在本章节中,我们介绍了 Go 语言的函数为什么称是一等公民,并且针对函数的各类变形:普通函数、匿名函数、结构方法、内置函数进行了基本的说明。

面对新手入门最容易犯错的函数作用域问题,也进行了基本的梳理。这块建议大家要多多深入思考、理解,避免日后踩坑。

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