The Way to Go（十）

注意事项

误用字符串

当需要对一个字符串进行频繁的操作时，谨记在 go 语言中字符串是不可变的（类似 java 和 c#）。使用诸如 a += b 形式连接字符串效率低下，尤其在一个循环内部使用这种形式。这会导致大量的内存开销和拷贝。应该使用一个字符数组代替字符串，将字符串内容写入一个缓存中。 例如以下的代码示例：

var b bytes.Buffer
...
for condition {
    b.WriteString(str) // 将字符串str写入缓存buffer
}
    return b.String()

注意：由于编译优化和依赖于使用缓存操作的字符串大小，当循环次数大于15时，效率才会更佳。

发生错误时使用defer关闭一个文件

如果你在一个 for 循环内部处理一系列文件，你需要使用 defer 确保文件在处理完毕后被关闭，例如：

for _, file := range files {
    if f, err = os.Open(file); err != nil {
        return
    }
    // 这是错误的方式，当循环结束时文件没有关闭
    defer f.Close()
    // 对文件进行操作
    f.Process(data)
}

但是在循环结尾处的 defer 没有执行，所以文件一直没有关闭！垃圾回收机制可能会自动关闭文件，但是这会产生一个错误，更好的做法是：

for _, file := range files {
    if f, err = os.Open(file); err != nil {
        return
    }
    // 对文件进行操作
    f.Process(data)
    // 关闭文件
    f.Close()
 }

defer仅在函数返回时才会执行，在循环的结尾或其他一些有限范围的代码内不会执行。

何时使用 new() 和 make()

• 切片、映射和通道，使用 make
• 数组、结构体和所有的值类型，使用 new

不需要将一个指向切片的指针传递给函数

切片实际是一个指向潜在数组的指针。我们常常需要把切片作为一个参数传递给函数是因为：实际就是传递一个指向变量的指针，在函数内可以改变这个变量，而不是传递数据的拷贝。

因此应该这样做：

func findBiggest( listOfNumbers []int ) int {}

而不是：

func findBiggest( listOfNumbers *[]int ) int {}

当切片作为参数传递时，切记不要解引用切片。

使用指针指向接口类型

查看如下程序：nexter是一个接口类型，并且定义了一个next() 方法读取下一字节。函数 nextFew 将 nexter 接口作为参数并读取接下来的 num 个字节，并返回一个切片：这是正确做法。但是 nextFew2 使用一个指向 nexter 接口类型的指针作为参数传递给函数：当使用 next() 函数时，系统会给出一个编译错误：*n.next undefined (type nexter has no field or method next)*

package main
import (
    “fmt”
)
type nexter interface {
    next() byte
}
func nextFew1(n nexter, num int) []byte {
    var b []byte
    for i:=0; i < num; i++ {
        b[i] = n.next()
    }
    return b
}
func nextFew2(n *nexter, num int) []byte {
    var b []byte
    for i:=0; i < num; i++ {
        b[i] = n.next() // 编译错误:n.next未定义（*nexter类型没有next成员或next方法）
    }
    return b
}
func main() {
    fmt.Println(“Hello World!”)
}

永远不要使用一个指针指向一个接口类型，因为它已经是一个指针。

使用值类型时误用指针

将一个值类型作为一个参数传递给函数或者作为一个方法的接收者，似乎是对内存的滥用，因为值类型一直是传递拷贝。但是另一方面，值类型的内存是在栈上分配，内存分配快速且开销不大。如果你传递一个指针，而不是一个值类型，go编译器大多数情况下会认为需要创建一个对象，并将对象移动到堆上，所以会导致额外的内存分配：因此当使用指针代替值类型作为参数传递时，我们没有任何收获。

闭包和协程的使用

package main

import (
    "fmt"
    "time"
)

var values = [5]int{10, 11, 12, 13, 14}

func main() {
    // 版本A:
    for ix := range values { // ix是索引值
        func() {
            fmt.Print(ix, " ")
        }() // 调用闭包打印每个索引值
    }
    fmt.Println()
    // 版本B: 和A版本类似，但是通过调用闭包作为一个协程
    for ix := range values {
        go func() {
            fmt.Print(ix, " ")
        }()
    }
    fmt.Println()
    time.Sleep(5e9)
    // 版本C: 正确的处理方式
    for ix := range values {
        go func(ix interface{}) {
            fmt.Print(ix, " ")
        }(ix)
    }
    fmt.Println()
    time.Sleep(5e9)
    // 版本D: 输出值:
    for ix := range values {
        val := values[ix]
        go func() {
            fmt.Print(val, " ")
        }()
    }
    time.Sleep(1e9)
}

输出：

0 1 2 3 4

4 4 4 4 4

1 0 3 4 2

10 11 12 13 14

版本 A 调用闭包 5 次打印每个索引值，版本 B 也做相同的事，但是通过协程调用每个闭包。按理说这将执行得更快，因为闭包是并发执行的。如果我们阻塞足够多的时间，让所有协程执行完毕，版本 B 的输出是：4 4 4 4 4。为什么会这样？在版本 B 的循环中，ix 变量实际是一个单变量，表示每个数组元素的索引值。因为这些闭包都只绑定到一个变量，这是一个比较好的方式，当你运行这段代码时，你将看见每次循环都打印最后一个索引值 4，而不是每个元素的索引值。因为协程可能在循环结束后还没有开始执行，而此时 ix值是 4。

版本 C 的循环写法才是正确的：调用每个闭包是将 ix 作为参数传递给闭包。ix 在每次循环时都被重新赋值，并将每个协程的 ix 放置在栈中，所以当协程最终被执行时，每个索引值对协程都是可用的。注意这里的输出可能是 0 2 1 3 4或者 0 3 1 2 4 或者其他类似的序列，这主要取决于每个协程何时开始被执行。

在版本 D 中，我们输出这个数组的值，为什么版本 B 不能而版本 D 可以呢？

因为版本 D 中的变量声明是在循环体内部，所以在每次循环时，这些变量相互之间是不共享的，所以这些变量可以单独的被每个闭包使用。

实用代码片段

字符串

（1）如何修改字符串中的一个字符：

str:="hello"
c:=[]byte(str)
c[0]='c'
s2:= string(c) // s2 == "cello"

（2）如何获取字符串的子串：

substr := str[n:m]

（3）如何使用for 或者for-range 遍历一个字符串：

// gives only the bytes:
for i:=0; i < len(str); i++ {
… = str[i]
}
// gives the Unicode characters:
for ix, ch := range str {
…
}

（4）如何获取一个字符串的字节数：len(str)

如何获取一个字符串的字符数：

最快速：utf8.RuneCountInString(str)

len([]int(str))

（5）如何连接字符串：
最快速：
with a bytes.Buffer

Strings.Join()

使用+=：

str1 := "Hello " 
str2 := "World!"
str1 += str2 //str1 == "Hello World!"

（6）如何解析命令行参数：使用 os 或者flag包

数组和切片

创建：

arr1 := new([len]type)

slice1 := make([]type, len)

初始化：

arr1 := [...]type{i1, i2, i3, i4, i5}

arrKeyValue := [len]type{i1: val1, i2: val2}

var slice1 []type = arr1[start:end]

（1）如何截断数组或者切片的最后一个元素：

line = line[:len(line)-1]

（2）如何使用 for 或者 for-range 遍历一个数组（或者切片）：

for i:=0; i < len(arr); i++ {
… = arr[i]
}
for ix, value := range arr {
…
}

（3）如何在一个二维数组或者切片 arr2Dim 中查找一个指定值 V：

found := false
Found: for row := range arr2Dim {
    for column := range arr2Dim[row] {
        if arr2Dim[row][column] == V{
            found = true
            break Found
        }
    }
}

映射

创建： map1 := make(map[keytype]valuetype)

初始化：map1 := map[string]int{"one": 1, "two": 2}

（1）如何使用 for 或者for-range 遍历一个映射：

for key, value := range map1 {
…
}

（2）如何在一个映射中检测键 key1 是否存在：

val1, isPresent = map1[key1]

返回值：键 key1 对应的值或者 0, true 或者 false

（3）如何在映射中删除一个键：

delete(map1, key1)

结构体

创建：

type struct1 struct {
    field1 type1
    field2 type2
    …
}
ms := new(struct1)

初始化：

ms := &struct1{10, 15.5, "Chris"}

当结构体的命名以大写字母开头时，该结构体在包外可见。
通常情况下，为每个结构体定义一个构建函数，并推荐使用构建函数初始化结构体

ms := Newstruct1{10, 15.5, "Chris"}
func Newstruct1(n int, f float32, name string) *struct1 {
    return &struct1{n, f, name} 
}

接口

（1）如何检测一个值 v 是否实现了接口 Stringer：

if v, ok := v.(Stringer); ok {
    fmt.Printf("implements String(): %s\n", v.String())
}

（2）如何使用接口实现一个类型分类函数：

func classifier(items ...interface{}) {
    for i, x := range items {
        switch x.(type) {
        case bool:
            fmt.Printf("param #%d is a bool\n", i)
        case float64:
            fmt.Printf("param #%d is a float64\n", i)
        case int, int64:
            fmt.Printf("param #%d is an int\n", i)
        case nil:
            fmt.Printf("param #%d is nil\n", i)
        case string:
            fmt.Printf("param #%d is a string\n", i)
        default:
            fmt.Printf("param #%d’s type is unknown\n", i)
        }
    }
}

函数

如何使用内建函数 recover 终止 panic 过程

func protect(g func()) {
    defer func() {
        log.Println("done")
        // Println executes normally even if there is a panic
        if x := recover(); x != nil {
            log.Printf("run time panic: %v", x)
        }
    }()
    log.Println("start")
    g()
}

文件

（1）如何打开一个文件并读取：

file, err := os.Open("input.dat")
  if err != nil {
    fmt.Printf("An error occurred on opening the inputfile\n" +
      "Does the file exist?\n" +
      "Have you got acces to it?\n")
    return
  }
  defer file.Close()
  iReader := bufio.NewReader(file)
  for {
    str, err := iReader.ReadString('\n')
    if err != nil {
      return // error or EOF
    }
    fmt.Printf("The input was: %s", str)
  }

（2）如何通过切片读写文件：

func cat(f *file.File) {
  const NBUF = 512
  var buf [NBUF]byte
  for {
    switch nr, er := f.Read(buf[:]); true {
    case nr < 0:
      fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error reading from %s: %s\n",
        f.String(), er.String())
      os.Exit(1)
    case nr == 0: // EOF
      return
    case nr > 0:
      if nw, ew := file.Stdout.Write(buf[0:nr]); nw != nr {
        fmt.Fprintf(os.Stderr, "cat: error writing from %s: %s\n",
          f.String(), ew.String())
      }
    }
  }
}

协程（goroutine）与通道（channel）

出于性能考虑的建议：

实践经验表明，如果你使用并行运算获得高于串行运算的效率：在协程内部已经完成的大部分工作，其开销比创建协程和协程间通信还高。

1 出于性能考虑建议使用带缓存的通道：

使用带缓存的通道可以很轻易成倍提高它的吞吐量，某些场景其性能可以提高至10倍甚至更多。通过调整通道的容量，甚至可以尝试着更进一步的优化其性能。

2 限制一个通道的数据数量并将它们封装成一个数组：

如果使用通道传递大量单独的数据，那么通道将变成性能瓶颈。然而，将数据块打包封装成数组，在接收端解压数据时，性能可以提高至 10 倍。

创建：ch := make(chan type,buf)

（1）如何使用 for 或者 for-range 遍历一个通道：

for v := range ch {
    // do something with v
}

（2）如何检测一个通道 ch 是否关闭：

 // read channel until it closes or error-condition

for {
    if input, open := <-ch; !open {
        break
    }
    fmt.Printf("%s", input)
}

或者使用（1）自动检测。

（3）如何通过一个通道让主程序等待直到协程完成：

（信号量模式）：

ch := make(chan int) // Allocate a channel.
// Start something in a goroutine; when it completes, signal on the channel.
go func() {
    // doSomething
    ch <- 1 // Send a signal; value does not matter.
}()
doSomethingElseForAWhile()
<-ch // Wait for goroutine to finish; discard sent value.

如果希望程序一直阻塞，在匿名函数中省略 ch <- 1 即可。

（4）通道的工厂模板：以下函数是一个通道工厂，启动一个匿名函数作为协程以生产通道：

func pump() chan int {
    ch := make(chan int)
    go func() {
        for i := 0; ; i++ {
            ch <- i
        }
    }()
    return ch
}

如何在程序出错时终止程序

if err != nil {
   fmt.Printf(“Program stopping with error %v”, err)
   os.Exit(1)
}

或者：

if err != nil { 
    panic(“ERROR occurred: “ + err.Error())
}

出于性能考虑的最佳实践和建议

（1）尽可能的使用 :=去初始化声明一个变量（在函数内部）；

（2）尽可能的使用字符代替字符串；

（3）尽可能的使用切片代替数组；

（4）尽可能的使用数组和切片代替映射 ；

（5）如果只想获取切片中某项值，不需要值的索引，尽可能的使用 for range 去遍历切片，这比必须查询切片中的每个元素要快一些；

（6）当数组元素是稀疏的（例如有很多 0 值或者空值 nil），使用映射会降低内存消耗；

（7）初始化映射时指定其容量；

（8）当定义一个方法时，使用指针类型作为方法的接受者；

（9）在代码中使用常量或者标志提取常量的值；

（10）尽可能在需要分配大量内存时使用缓存；

（11）使用缓存模板