9、Go语言基础之函数

1、简介：

	Go与众不同的特性之一就是函数和方法可返回多个值。这种形式可以改善C中一些笨拙的习惯： 将错误值返回（例如用 `-1` 表示 `EOF`）和修改通过地址传入的实参。

	函数是组织好的、可重复使用的、用于执行指定任务的代码块。支持函数、匿名函数和闭包。

2、函数定义

Go语言中定义函数使用func关键字，格式：

func 函数名(参数)(返回值){
    函数体
}

• 函数名：由字母、数字、下划线组成。但函数名的第一个字母不能是数字。在同一个包内，函数名也称不能重名（包的概念详见后文）。
• 参数：参数由参数变量和参数变量的类型组成，多个参数之间使用,分隔。
• 返回值：返回值由返回值变量和其变量类型组成，也可以只写返回值的类型，多个返回值必须用()包裹，并用,分隔。
• 函数体：实现指定功能的代码块。

定义一个求两个数之和的函数：

func sumNumber(x int, y int) int {
	return x + y
}

函数的参数和返回值都是可选的，例如可以实现一个既不需要参数也没有返回值的函数：

func sayHello(address string) {
	fmt.Println("中国", address)
}

3、函数的调用

定义了函数之后，可以通过函数名()的方式调用函数。 调用上面定义的两个函数，

代码如下：

func main() {
	sayHello("北京")			
	ret := sumNumber(10, 20)
	fmt.Println(ret)
}

注意:调用有返回值的函数时，可以不接收其返回值。

4、参数

4.1、类型简写

函数的参数中如果相邻变量的类型相同，则可以省略类型，

例：

func sumNumber(x, y int) int {
	return x + y
}

上面的代码中，sumNumber函数有两个参数，这两个参数的类型均为int，因此可以省略x的类型，因为y后面有类型说明，x参数也是该类型。

4，2、可变参数

可变参数是指函数的参数数量不固定。Go语言中的可变参数通过在参数名后加...来表示识。

注意：可变参数通常要作为函数的最后一个参数。可变参数在函数体中是切片类型

例子：

func intSum2(x ...int) int {
	fmt.Println(x) 
	sum := 0
	for _, v := range x {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}

调用上面的函数：

func main() {
	ret1 := intSum2()					//[]
	ret2 := intSum2(10)					//[10]
	ret3 := intSum2(10, 20)				//[10 20]
	ret4 := intSum2(10, 20, 30)			//[10 20 30]
	fmt.Println(ret1, ret2, ret3, ret4) //0 10 30 60
}

固定参数搭配可变参数使用时，可变参数要放在固定参数的后面，GO语言中是没有默认参数

代码如下：

func intSum3(x int, y ...int) int {
	fmt.Println(x, y)
	sum := x
	for _, v := range y {
		sum = sum + v
	}
	return sum
}

调用上述函数：

ret5 := intSum3(100)				//100 []
ret6 := intSum3(100, 10)			//100 [10]
ret7 := intSum3(100, 10, 20)		//100 [10 20]
ret8 := intSum3(100, 10, 20, 30)	//100 [10 20 30]
fmt.Println(ret5, ret6, ret7, ret8) //100 110 130 160

本质上，函数的可变参数是通过切片来实现的。

5、返回值

Go语言中通过return关键字向外输出返回值。

5.1、多返回值

Go语言中函数支持多返回值，函数如果有多个返回值时必须用()将所有返回值包裹起来。

例子：

func calc(x, y int) (int, int) {
	sum := x + y
	sub := x - y
	return sum, sub
}

5.2、返回值命名

函数定义时可以给返回值命名，并在函数体中直接使用这些变量，最后通过return关键字返回。

例如：

func calc(x, y int) (sum, sub int) {
	sum = x + y
	sub = x - y
	return
}

5.3、返回值补充

当的一个函数返回值类型为slice时，nil可以看做是一个有效的slice，没必要显示返回一个长度为0的切片。

func someFunc(x string) []int {
	if x == "" {
		return nil // 没必要返回[]int{}
	}
	...
}

6、变量作用域

6.1、全局变量

全局变量是定义在函数外部的变量，它在程序整个运行周期内都有效。 在函数中可以访问到全局变量。

package main

import "fmt"

//定义全局变量num
var num int64 = 10

func globalVar() {
	fmt.Printf("num=%d
", num) //函数中可以访问全局变量num
}
func main() {
	globalVar()
}
>>>
num=10

6.2、局部变量

局部变量又分为两种：

函数内定义的变量无法在该函数外使用，

下面的示例代码main函数中无法使用localVar函数中定义的变量x

func localVar() {
	//定义一个函数局部变量x,仅在该函数内生效
	var x int64 = 100
	fmt.Printf("x=%d
", x)
}

func main() {
	localVar()
    // fmt.Println(x) // 此时无法使用变量x
}
>>>
x=100

如果局部变量和全局变量重名，优先访问局部变量。

package main

import "fmt"

//定义全局变量num
var num int64 = 10

func testNum() {
	num := 100
	fmt.Printf("num=%d
", num) // 函数中优先使用局部变量
}
func main() {
	testNum() // num=100
}

接下来来看一下语句块定义的变量，通常会在if条件判断、for循环、switch语句上使用这种定义变量的方式。

func testLocalVar2(x, y int) {
	fmt.Println(x, y) //函数的参数也是只在本函数中生效
	if x > 0 {
		z := 100 //变量z只在if语句块生效
		fmt.Println(z)
	}
	//fmt.Println(z)//此处无法使用变量z
}

还有之前讲过的for循环语句中定义的变量，也是只在for语句块中生效：

func testLocalVar3() {
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(i) //变量i只在当前for语句块中生效
	}
	//fmt.Println(i) //此处无法使用变量i
}

7、函数类型与变量

7.1、定义函数类型

可以使用type关键字来定义一个函数类型，具体格式如下：

type calculation func(int, int) int

上面语句定义了一个calculation类型，它是一种函数类型，这种函数接收两个int类型的参数并且返回一个int类型的返回值。

简单来说，凡是满足这个条件的函数都是calculation类型的函数，例如下面的add和sub是calculation类型。

func add(x, y int) int {
	return x + y
}

func sub(x, y int) int {
	return x - y
}

add和sub都能赋值给calculation类型的变量。

var c calculation
c = add

7.2、函数类型变量

可以声明函数类型的变量并且为该变量赋值：

func main() {
	var c calculation               // 声明一个calculation类型的变量c
	c = add                         // 把add赋值给c
	fmt.Printf("type of c:%T
", c) // type of c:main.calculation
	fmt.Println(c(1, 2))            // 像调用add一样调用c

	f := add                        // 将函数add赋值给变量f1
	fmt.Printf("type of f:%T
", f) // type of f:func(int, int) int
	fmt.Println(f(10, 20))          // 像调用add一样调用f
}

8、高阶函数

高阶函数分为函数作为参数和函数作为返回值两部分。

8.1、函数作为参数

函数可以作为参数：

func add(x, y int) int {
	return x + y
}
func calc(x, y int, op func(int, int) int) int {
	return op(x, y)
}
func main() {
	ret2 := calc(10, 20, add)
	fmt.Println(ret2) //30
}

8.2、函数作为返回值

函数也可以作为返回值：

func do(s string) (func(int, int) int, error) {
	switch s {
	case "+":
		return add, nil
	case "-":
		return sub, nil
	default:
		err := errors.New("无法识别的操作符")
		return nil, err
	}
}

9、匿名函数和闭包

9.1、匿名函数

函数当然还可以作为返回值，但是在Go语言中函数内部不能再像之前那样定义函数了，只能定义匿名函数。匿名函数就是没有函数名的函数，匿名函数的定义格式如下：

func(参数)(返回值){
    函数体
}

匿名函数因为没有函数名，所以没办法像普通函数那样调用，所以匿名函数需要保存到某个变量或者作为立即执行函数:

package main

import "fmt"

func main() {
	// 将匿名函数保存到变量
	foo := func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}
	foo(10, 20) // 通过变量调用匿名函数
}
>>>30

package main

import "fmt"

func main() {
	// 自执行函数：匿名函数定义完加()直接执行
	func(x, y int) {
		fmt.Println(x + y)
	}(10, 20)
}
>>>30

匿名函数多用于实现回调函数和闭包。

9.2、闭包

闭包指的是一个函数和与其相关的引用环境组合而成的实体。简单来说，闭包=函数+引用环境。

例：

package main

import (
	"fmt"
)

func adder() func(int) int {
	var x int
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder()
	fmt.Println(f(10)) 
	fmt.Println(f(20)) 
	fmt.Println(f(30)) 

	f1 := adder()
	fmt.Println(f1(40)) 
	fmt.Println(f1(50)) 
}
>>>
10
30
60
40
90

变量f是一个函数并且它引用了其外部作用域中的x变量，此时f就是一个闭包。 在f的生命周期内，变量x也一直有效。

示例1：

package main

import (
	"fmt"
)

func adder2(x int) func(int) int {
	return func(y int) int {
		x += y
		return x
	}
}
func main() {
	var f = adder2(10)
	fmt.Println(f(10))
	fmt.Println(f(20))
	fmt.Println(f(30)) 

	f1 := adder2(20)
	fmt.Println(f1(40)) 
	fmt.Println(f1(50)) 
}
>>>
20
40
70
60
110

示例2：

package main

import (
	"fmt"
	"strings"
)

func makeSuffixFunc(suffix string) func(string) string {
	return func(name string) string {
		if !strings.HasSuffix(name, suffix) {
			return name + suffix
		}
		return name
	}
}

func main() {
	jpgFunc := makeSuffixFunc(".jpg")
	txtFunc := makeSuffixFunc(".txt")
	fmt.Println(jpgFunc("test")) 
	fmt.Println(txtFunc("test")) 
}
>>>
test.jpg
test.txt

示例3：

package main

import (
	"fmt"
)

func calc(base int) (func(int) int, func(int) int) {
	add := func(i int) int {
		base += i
		return base
	}

	sub := func(i int) int {
		base -= i
		return base
	}
	return add, sub
}

func main() {
	f1, f2 := calc(10)
	fmt.Println(f1(1), f2(2)) 
	fmt.Println(f1(3), f2(4)) 
	fmt.Println(f1(5), f2(6)) 
}
>>>
11 9
12 8
13 7

闭包并不复杂，牢记闭包=函数+引用环境。

10、defer语句

Go语言中的defer语句会将其后面跟随的语句进行延迟处理。在defer归属的函数即将返回时，将延迟处理的语句按defer定义的逆序进行执行，也就是说，先被defer的语句最后被执行，最后被defer的语句，最先被执行。

例：

package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Println("start")
	defer fmt.Println(1)
	defer fmt.Println(2)
	defer fmt.Println(3)
	fmt.Println("end")
}

>>>
start
end
3
2
1

由于defer语句延迟调用的特性，所以defer语句能非常方便的处理资源释放问题。比如：资源清理、文件关闭、解锁及记录时间等。

10.1、defer执行时机

在Go语言的函数中return语句在底层并不是原子操作，它分为给返回值赋值和RET指令两步。而defer语句执行的时机就在返回值赋值操作后，RET指令执行前。
如图所示：

10.2、defer经典案例

阅读下面的代码，写出最后的打印结果。

func f1() int {
	x := 5
	defer func() {
		x++
	}()
	return x
}

func f2() (x int) {
	defer func() {
		x++
	}()
	return 5
}

func f3() (y int) {
	x := 5
	defer func() {
		x++
	}()
	return x
}
func f4() (x int) {
	defer func(x int) {
		x++
	}(x)
	return 5
}
func main() {
	fmt.Println(f1())
	fmt.Println(f2())
	fmt.Println(f3())
	fmt.Println(f4())
}

10.3、defer面试题

package main

import "fmt"

func calc(index string, a, b int) int {
	ret := a + b
	fmt.Println(index, a, b, ret)
	return ret
}

func main() {
	x := 1
	y := 2
	defer calc("AA", x, calc("A", x, y))
	x = 10
	defer calc("BB", x, calc("B", x, y))
	y = 20
}

>>>
A 1 2 3
B 10 2 12
BB 10 12 22
AA 1 3 4

（提示：defer注册要延迟执行的函数时该函数所有的参数都需要确定其值）

11、内置函数介绍

内置函数	介绍
close	主要用来关闭channel
len	用来求长度，比如string、array、slice、map、channel
new	用来分配内存，主要用来分配值类型，比如int、struct。返回的是指针
make	用来分配内存，主要用来分配引用类型，比如chan、map、slice
append	用来追加元素到数组、slice中
panic和recover	用来做错误处理

12、练习题

1. 分金币

/*
你有50枚金币，需要分配给以下几个人：Matthew,Sarah,Augustus,Heidi,Emilie,Peter,Giana,Adriano,Aaron,Elizabeth。
分配规则如下：
a. 名字中每包含1个'e'或'E'分1枚金币
b. 名字中每包含1个'i'或'I'分2枚金币
c. 名字中每包含1个'o'或'O'分3枚金币
d: 名字中每包含1个'u'或'U'分4枚金币
写一个程序，计算每个用户分到多少金币，以及最后剩余多少金币？
程序结构如下，请实现 ‘dispatchCoin’ 函数
*/
var (
	coins = 50
	users = []string{
		"Matthew", "Sarah", "Augustus", "Heidi", "Emilie", "Peter", "Giana", "Adriano", "Aaron", "Elizabeth",
	}
	distribution = make(map[string]int, len(users))
)

func main() {
	left := dispatchCoin()
	fmt.Println("剩下：", left)
}

package main

import (
	"fmt"
	"strings"
)

func funcA() {
	fmt.Println("func A")
}

var (
	coins = 50
	users = []string{
		"Matthew", "Sarah", "Augustus", "Heidi", "Emilie", "Peter", "Giana", "Adriano", "Aaron", "Elizabeth",
	}
	distribution = make(map[string]int, len(users))
)

func dispatchCoin() int {
	left := coins
	for _, name := range users {
		e := strings.Count(name, "e") + strings.Count(name, "E")
		i := strings.Count(name, "i") + strings.Count(name, "I")
		o := strings.Count(name, "o") + strings.Count(name, "O")
		u := strings.Count(name, "u") + strings.Count(name, "U")
		sum := e*1 + i*2 + o*3 + u*4
		distribution[name] = sum
		left -= sum
	}
	return left
}
func main() {
	left := dispatchCoin()
	fmt.Println("剩下：", left)
}

>>>
剩下： 10