Go语言程序设计及实例 课件 第1章 Go语言及编程环境

第1章Go语言及编程环境Go语言简介01诞生背景诞生背景为应对新时代互联网的应用程序需要，谷歌的罗伯特·格瑞史莫（RobertGriesemer）、罗布·派克（RobPike）和肯·汤普逊（KenThompson）于2007年9月开始着手设计一种全新的编程语言——Go语言，随后IanLanceTaylor和RussCox加入该项目，新语言不仅原生支持并发多核编程、极大提升了编译速度，而且彻底摒弃了传统语言中很多复杂（并不实用）的语法。Go语言一经推出就广受欢迎，于2009年11月开放源代码，并在Linux及MacOSX平台上进行了实现，后来还追加了Windows系统下的实现。02设计哲学1．少即是多2．世界是组合的3．面向接口编程设计哲学（1）（2）（3）在编程领域也有一个所谓的“二八定律”，即：百分之八十的代码仅使用到百分之二十的语言特性。可见，单纯地增加语言特性并不能保证开发效率的提升，原因是它会增加复杂性，导致程序员更容易犯错。遵循“二八定律”正如用一个方向盘就可以控制汽车行驶，就没必要造具有多个方向盘甚至复杂方向变换系统的汽车。例如，Go语言只有for循环，而不像其他语言那样还有while、dowhile、foreach等多种循环语句，只提供一种方法做事情，把事情做到极致就好。做任何事只提供一种方法几何上的正交指两个向量垂直，现实中的正交是指多个因素的一个发生变化，不会影响其他因素。例如，Go语言中的协程、接口、类型系统之间是相互独立（正交）的，但在编程中通过组合运用这些特性，却可以极大地提升语言表现力，实现很多复杂的功能。提供正交的语言特性1．少即是多设计哲学2．世界是组合的Go语言的设计者从物质世界的构成模式得到启发，发现“组合”才是世间万物最基本最常见的关系，而过往的以“继承”为基础的面向对象语言（典型如Java），在对事物的描述上存在根本的缺陷，类和对象更适合表现孤立的单个事物，一旦涉及多个事物间的复杂交互就会出现各种问题，为此Go语言设计者提出“组合优于继承”的观点，采用组合的方式来描述对象之间的关系，更贴近真实的自然世界。Go没有像Java一样“宗教式”地完全面向对象，而是结合了面向过程、函数式设计及面向对象的优点，其语法元素与C语言有相似之处，用结构体（struct）及其强大的类型系统来构建具有自身特色的面向对象体系，通过函数、接口、类型、闭包等元素的组合，能够轻松地把大型程序的各个模块巧妙地衔接运作起来。设计哲学3．面向接口编程Go语言编程是面向接口的，采用一种Duck模型，即类型（类）不再需要显式地声明自己实现了哪个（些）接口，接口类型的判断完全交给底层语言编译器去处理，这就将接口与其实现彻底地分开，形成了一种“面向接口”的全新编程方式。程序员无须在一开始就精心设计整个系统的接口继承体系，而是先基于当下具体的某个应用需求局部设计实现一些小的接口，后续再根据需求变化和应用扩展的需要，通过已有接口的自由组合，构造出更抽象、更普适、功能更强的新接口，这使得Go程序的重构非常容易，尤其适合互联网时代应用快速迭代的开发方式。03优势特性优势特性Go的优势特性主要体现在如下几个方面。（1）Go的语法十分简洁，仅仅用了25个关键字，是所有主流编程语言中关键字最少的。（2）Go语言支持垃圾回收；内置强大的类型系统支持各种复合数据类型，如关联数组、切片、映射和列表等；内存安全，如内置数组边界检查，极大减少越界访问带来的安全隐患；还有大量的包和第三方库的支持。（3）基于类似C的结构体（struct）以组合方式构建的面向对象系统，不仅具备Java对象系统的所有功能，而且对问题域的描述和表现力更强，更贴近客观真实的世界；内置接口类型，通过接口组合形成新的接口，非侵入式的接口机制彻底解除了接口与实现的耦合，便于快速重构和迭代开发大型应用系统。（4）Go在语言级别原生支持并发，简化了并发程序设计；基于通道和协程通信的并发机制相比传统语言的线程机制效率更高，有利于充分发挥多核CPU的威力，为互联网云时代微服务开发的首选语言。第1章Go语言及编程环境Go语言安装与使用01平台与版本平台与版本Go是跨平台的编程语言，在各主流操作系统平台上都有对应的安装包，访问官网/dl/（Golang中国）可分别下载到Go在Windows、MacOSX、Linux平台上的安装包及源码，如图。02Windows平台安装Go语言1．下载Go语言编程环境2．安装Go语言编程环境Windows平台安装Go语言1．下载Go语言编程环境在图的页面上点击“MicrosoftWindows”区块的链接下载Go的安装包，得到的安装包文件名为go1.20.4.windows-amd64.msi。2．安装Go语言编程环境（1）双击下载得到的安装包文件，启动安装向导如图，单击“Next”按钮。Windows平台安装Go语言（2）在“End-UserLicenseAgreement”界面勾选“IacceptthetermsintheLicenseAgreement”接受许可条款，如图，单击“Next”按钮。Windows平台安装Go语言（3）在“DestinationFolder”界面设置Go的安装目录，这个目录是作为Go语言环境的GOROOT路径，通常默认“C:\ProgramFiles\Go”，如图，单击“Next”按钮。Windows平台安装Go语言（4）在下一个界面单击“Install”按钮开始安装，界面进度条显示安装进度，完成后单击“Finish”按钮关闭向导，结束安装。以管理员身份打开Windows命令行，输入“goversion”，出现Go的版本信息就表示安装成功，如图。03第一个Go程序1．编写Go程序2．运行Go程序第一个Go程序1．编写Go程序【实例1.1】编写第一个Go程序。打开Windows记事本，编写程序代码如下（hello.go）：packagemain //（a）

import"fmt" //（b）

funcmain(){ //（c） fmt.Printf("Hello,我爱Go语言！@easybooks\n") //（d）}说明：（a）包声明语句。在所有Go源程序文件头部都要用一行“package包名”声明其代码所属的包，Go通过包来管理和组织源代码。（b）包导入语句。“import"包名"”语句导入包，通常Go程序都要像这样在开头用一条或多条import语句导入一个或多个需要引用的外部包，可以是Go语言内置标准库的包，也可以是第三方包或自定义的包。（c）入口函数。用func关键字声明定义一个函数，这里所声明的main函数是Go程序的入口函数，程序编译后由此进入开始执行。（d）“fmt.Printf("Hello,我爱Go语言！@easybooks\n")”调用标准输入/输出包的Printf函数输出字符串，要输出的字符串作为实参传入Printf函数，必须用双引号（""）括起来，注意这里不能用单引号。第一个Go程序2．运行Go程序在Windows命令行下运行Go程序有两种方式。（1）gorun命令直接运行gorun命令直接编译并执行源码中的main函数。打开命令行，用cd命令进入到GOPATH目录，输入命令：gorunhello.go立即看到程序输出结果。第一个Go程序（2）gobuild命令生成可执行文件运行gobuild命令会先将源码编译为可执行（.exe）文件，然后由用户运行该文件来执行程序。在命令行GOPATH目录中执行命令：gobuildhello.go待命令执行过后，去到GOPATH目录下可以看到生成了一个hello.exe文件。运行文件hello.exe，直接输入：hello.exe输出同样的结果。以上两种方式运行Go程序的过程如图。第1章Go语言及编程环境Go语言集成开发环境01常用集成开发环境常用集成开发环境可用于Go语言编程的集成开发环境很多，比较常用的如下。（1）GolandGoland是由著名的JetBrains公司推出的一个商业IDE，它整合IntelliJ平台，提供了针对Go语言的编码辅助和大量工具集成。（2）LiteIDELiteIDE是由国内开发者做出的一款专门针对Go语言的轻量级开发环境，它基于Qt、Kate和SciTE，包含了跨平台开发及其它一些必要特性，对代码编写、自动补全和运行调试都有很好的支持，同时还包括了对源代码的抽象语法树视图和一些内置工具。（3）SublimeText这是一个跨平台的文本编辑器，支持编写非常多的编程语言代码，它通过一个叫GoSublime的插件来支持Go语言的代码补全和程序模版创建。（4）GoClipseGoClipse是一个为Eclipse添加Go语言编程功能的插件，通过gocode来实现代码补全，为初学者创造一个开发Go语言的环境，它依附于著名的Eclipse平台，可以很容易地享有Eclipse本身所具有的诸多功能。（5）VSCodeVSCode是一款由微软开发的跨平台开源代码编辑器，它使用JSON格式的配置文件进行所有功能和特性的配置，通过扩展程序为编辑器实现语法高亮、参数提示、编译、调试、文档生成等各种功能。02GoLand安装与配置1．安装2．初始启动3．项目配置GoLand安装与配置1．安装（1）GoLand下载地址/go/，单击官方主页上的“Download”按钮，转到下载页，点击页面上的“directlink”链接下载GoLand安装包。（2）双击下载得到的安装包goland-2023.1.2.exe，启动GoLand安装向导如图，单击“Next”按钮。GoLand安装与配置（3）在“ChooseInstallLocation”界面设置GoLand安装目录，单击“Next”按钮。（4）在“InstallationOptions”界面对GoLand安装选项进行配置，如图。为方便使用Go语言环境，建议选中全部选项，单击“Next”按钮。GoLand安装与配置（5）在“ChooseStartMenuFolder”界面选择（命名）要在其中创建程序快捷方式的开始菜单目录（通常保持默认的“JetBrains”），单击“Install”按钮开始安装，界面进度条显示安装进度，完成后在“CompletingGoLandSetup”界面确保选中了“Rebootnow”选项，单击“Finish”按钮关闭向导，如图，系统会自动重启，使所有的GoLand安装选项生效。GoLand安装与配置2．初始启动（1）GoLand环境支持老用户使用已有的配置，在初次启动时会弹出如图所示的对话框询问是否导入已有设置，由于笔者计算机是第一次安装GoLand，选“Donotimportsettings”，单击“OK”按钮。GoLand安装与配置（2）GoLand是商业软件，需要先激活才能使用。在如左图所示的界面上选中“ActivateGoLand”、“Activationcode”，于下方文本区粘贴获取到的激活码，单击“Activate”按钮，激活成功后，在接下来的界面单击“Continue”，出现欢迎界面如右图所示。GoLand安装与配置（3）GoLand界面默认背景是暗黑色，如果不习惯可以进行更改，操作方法是：点选欢迎界面左侧“Customize”切换至环境定制选项页，在“Colortheme”下拉列表中选择“IntelliJLight”选项，界面背景立刻变为舒适的亮白色，如左图所示。点选左侧“Projects”又切换回欢迎界面，如右图所示。

GoLand安装与配置3．项目配置（1）创建Go项目点击GoLand欢迎界面上的“NewProject”（）图标按钮创建一个Go项目，出现“NewProject”界面，在“Location”栏设置项目保存路径及给项目命名。项目默认保存在操作系统当前用户的GolandProjects目录下，第一次创建项目时GoLand会自动生成这个目录，并给项目取默认名awesomeProject，如图所示。GoLand安装与配置（2）配置项目的Go环境项目的Go环境通过GOROOT与GOPATH两个环境变量来配置，之前在安装使用Go语言的时候对它们的意义已有所提及。GOROOT：Go语言本身（与所使用的开发工具无关）的安装目录，通常默认为“C:\ProgramFiles\Go”，当然在安装Go语言时也可通过向导的“DestinationFolder”界面进行更改。GOPATH：这是Go程序编译时参考的工作目录，类似于Java的工作区（Workspace），由用户自己创建或指定，笔者的是C:\Users\Administrator\go。开发时Go项目所要引用的第三方库、框架及其他独立的.go源文件都放在这个目录（及其子目录）下，以便Go编译器能够找到。GoLand安装与配置GOPATH则需要用户来设置，可以在一开始创建项目时就通过点选“NewProject”界面左侧“Go(GOPAT