GO学习之函数的进阶

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一．函数的调用机制

1.函数的调用过程

函数的局部变量与全局变量

举例：

package main

import "fmt"

// 一个test函数
func test(n1 int){
    n1 += 1
    fmt.Println("n1=",n1)
}

// 一个get函数
func getSum(n1 int, n2 int) int {
    //
    sum := n1 + n2
    return sum
}

func main(){
    // 调用 函数
    n1 := 10
    test(n1)
    get_sum := getSum(1, 2)
    fmt.Println("n1=",n1)
    fmt.Println("get_sum",get_sum)

}

程序在运行时，在调用函数时，会在栈空间中分配给函数一个空间。当调用完毕后，空间被进行回收。

return 语句：

注意go 语言return支持多个返回值

基本语法：

func 函数名(形参列表) （返回值类型列表）{

语句....

return 返回值列表

}

1）如果返回多个值时，在接收时，希望忽略某个返回值，则使用’_’符号表示占位忽略

2）如果返回值只有一个（返回值类型列表）可以不写 ()

多个返回值与 _ 占位举例：

package main

import "fmt"
// 返回两个值的和和查
func getSumAndSub(a int, b int) (int, int){
    sum := a + b
    sub := a - b
    return sum,sub
}

func main(){
    // 调用 函数
    n1 := 10
    test(n1)
    get_sum := getSum(1, 2)
    fmt.Println("n1=",n1)
    fmt.Println("get_sum",get_sum)

    // 返回多个值
    re1,re2 := getSumAndSub(3,2)
    fmt.Println(re1)
    fmt.Println(re2)

    // 希望忽略某个返回值，用 _ 符号表示占位符
    _,re3 := getSumAndSub(5,4)
    fmt.Println(re3)
}

2.函数的递归调用

基本介绍

一个函数在函体内又调用了本身，我们称为递归调用。

举例：

package main

import (
    "fmt"
)

func test(n int) {
    if n > 2 {
        n--
        test(n) // 把test()函数全部带入
    }
    fmt.Println("n=", n)
}

func main() {
    test(4)
}

举例2：

package main

import (
    "fmt"
)
func test2(n int) {
    if n > 2 { // 注意执行过if 不在执行else
        n--
        test(n) // 把test()函数全部带入
    } else {
        fmt.Println("n=", n)  //  n = 2
    }   
}

func main() {
    test2(4)   
}

函数递归需要遵守的重要原则：

1_执行一个函数时，就创建一个新的受保护的独立空间（新函数栈）

2_函数的局部变量时独立的，不受相互影响

3_递归必须向退出递归的条件逼近，有穷性

4_当一个函数执行完毕，或遇到return，就会返回，遵守谁调用，就将结果返回给谁。

同时当函数执行完毕或者返回时，该函数本身也会被销毁。

递归经典练习题：

练习01：斐波那契数

package main

import "fmt"

func fb(n int ) int {
    if (n == 2 || n == 1) {
        return 1
    } else {
        return fb(n-1) + fb(n-2)
    }
}

func main(){
    //
    num := fb(5)
    fmt.Println("num:",num)  // 输出第几个的斐波那契数
}

练习02：求函数值

已知f(1) = 3;f(n) = 2*f(n-1) + 1;

请使用递归的思想编程，求出f(n)的值

package main

import "fmt"

func test(n int) int {
    if n == 1 {
        return 3
    } else {
        return 2 * test(n-1) + 1
    }
}

func main(){
    fmt.Println("f(1)=",test(1))  // 3
    fmt.Println("f(5)=",test(5))  // 63

}

练习03：猴子吃桃吃一半多一个，10天剩一个，原来桃子多少

package main

import "fmt"
func test(n int) int {
    if n == 10 {
        return 1
    } else {
        return 2 * (test(n+1) + 1)
    }
}


func main(){
    fmt.Println(test(5))
}

3.函数的主要事项和细节

1_函数的形参可以是多个，返回列表也可以是多个

2_形参列表和返回列表的数据类型可以是值类型和引用类型

3_函数的命名遵循标识符命名规范，首字母不能是数字。首字母大写包能被本包问号和其他问号使用，类似pubilc,首字母小写只能在本包使用，其他文件不能使用，类似private。

4_函数中的变量是局部的，函数外不生效

5_基本数据类型和数组默认都是值传递的，即进行值拷贝。在函数内修改不会影响到原来的值。

6_如果希望函数内的变量能修改函数外的变量，可以传入变的地址&，函数内以指针的方式操作变量。从效果看类似引用。

7_GO函数不能重载，函数名相同不支持

8_在GO中，函数也是一种数据类型，可以赋值给一个变量，则该变量就是一个函数类型的变量了。通过该变量可以对函数调用。

package main

import "fmt"

func getSum(n1 int,n2 int) int {
    return n1 + n2
}

func main(){
    // 在GO中，函数也是一种数据类型，
    // 可以赋值给一个变量，则该变量就是一个函数类型的变量了。通过该变量可以对函数调用。
    a := getSum
    fmt.Printf("a的类型%T,getSum类似是%T\n",a,getSum)
    res := getSum(10,40)
    fmt.Println("res=",res)

}

9_函数既然是一种数据类型，因此在GO中，函数可以作为形参，并且调用。

package main

import "fmt"

func getSum(n1 int,n2 int) int {
    return n1 + n2
}
// 函数既然是一种数据类型，因此在GO中，函数可以作为形参，并且调用。
func myFun(funvar func(int, int) int, num1 int , num2 int) int {
    return funvar(num1, num2)
}

func main(){
    // 在GO中，函数也是一种数据类型，
    // 可以赋值给一个变量，则该变量就是一个函数类型的变量了。通过该变量可以对函数调用。
    a := getSum
    fmt.Printf("a的类型%T,getSum类似是%T\n",a,getSum)
    res := getSum(10,40)
    fmt.Println("res=",res)

    res2 := myFun(getSum, 50, 60)
    fmt.Println("res2=",res2)

}

11_为了简化数据类型定义，GO支持自定义数据类型。

基本语法：type自定义数据类型名数据类型 // 理解：相当于一个别名

举例：type myint int // 这时myint就等价于int来使用

package main

import "fmt"

func main(){

    type myInt int   // 给int取别名 ，在go中myInt和int虽然都是int类型，但是go认为myInt和int还是不同的类型
    var num1 myInt
    var num2 int

    fmt.Printf("num1类型%T,num2类型%T",num1,num2) // 打印：num1类型main.myInt,num2类似int

}

举例02：type mySum func(int, int) int // 这时mySum就等价一个函数类型 func(int,int) int

package main

import "fmt"

// 案例2
type myFunType func(int, int) int // 这时myFun就是func(int,int) int 类型

func getSum(n1 int, n2 int) int {
    return n1 + n2
}

func myFun(funvar myFunType, num1 int, num2 int) int {
    return funvar(num1, num2)
}

func main() {

    type myInt int // 给int取别名 ，在go中myInt和int虽然都是int类型，但是go认为myInt和int还是不同的类型
    var num1 myInt
    var num2 int

    fmt.Printf("num1类型%T,num2类型%T\n", num1, num2) // 打印：num1类型main.myInt,num2类似int

    res := myFun(getSum, 500, 600)
    fmt.Println(res)  \\ 1100

}

12_支持对返回值命名

package main

import "fmt"

func getSumAndSub(n1 int, n2 int) (sum int, sub int) {
    sum = n1 + n2

    sub = n1 - n2

    return
}

func main() {
    //
    a, b := getSumAndSub(3, 2)
    fmt.Println(a, b)

}

13.使用_标识符，忽略返回值

14.在GO中支持可变参数

语法格式：

// 支持0到多个参数

func sum(args...int) sum int {

}

// 支持1到多个参数

func sum(n1 int,args...int) sum int {

}

说明：

（1）args 是slice 切片（类似数组）,通过args[index] 可以访问到各个值。

举例：编写一个函数sum ，可以求出1到多个int的和

package main

import "fmt"

func sum(n1 int,args...int) int {
    sum := n1
    for i := 0; i < len(args); i ++ {
        sum += args[i]  // args[0] 表示第一个元素的值 其他以此类推
    } 

    return sum
}

func main(){
    // 编写一个函数sum ，可以求出1到多个int的和
    res := sum(5,6,7,8,1,2,3)
    fmt.Println(res)

}

练习：使用函数对两个值进行交换

package main

import "fmt"

func swap(n1 *int, n2 *int) { // 指针接收地址进行值的相应交换
    // 定义一个临时变量
    t := *n1
    *n1 = *n2
    *n2 = t

}

func main() {
    a := 10
    b := 20
    swap(&a, &b) // 传入的是地址
    fmt.Printf("a=%v,b=%v", a, b)

}

二.常用函数的介绍

1.init函数

基本介绍：

每一个源文件都可以包含一个init函数，该函数在main函数执行前，被GO运行框架调用，也就是说init会在main函数前被调用。

package main

import "fmt"

func init() {
    fmt.Println("run init")
}

func main(){
    fmt.Println("run main")
}
// 打印结果：
// run init
// run main

init函数的注意事项和细节

(1)如果一个文件同时包含全局变量定义，init函数和main函数，则执行的流程全局变量定义--init函数-->main函数

package main

import "fmt"

var age = test()

func test() int {
    fmt.Println("run test")
    return 90
}

func init() {
    fmt.Println("run init")
}

func main(){
    fmt.Println("run main")
    fmt.Println("age=",age)
}

// 得出结论：先执行变量定义，再执行test-->init -- > main
// 打印结果：
// run test
// run init
// run main
// age= 90

(2)init 函数最主要的作用就是完成一些初始化的工作。（就是定义一个初始化的变量）

(3)当一个main函数从另外文件引入包的时候，优先执行包中的init函数

2.匿名函数

GO支持匿名函数，如果我们某个函数只希望使用一次，可以考虑使用匿名函数，匿名函数也可以实现多次调用。

匿名函数使用方式1：

在定义匿名函数时就直接调用（这种方式只能调用一次）

举例01:

package main

import "fmt"

func main() {
    // 在定义匿名函数时就直接调用
    // 使用匿名函数求两个数和
    res := func (n1 int,n2 int) int {
        return n1 + n2
    }(10,20)

    fmt.Println(res)

}

匿名函数使用方式2：

将匿名函数赋值给一个变量（函数变量），再通过该变量来调用匿名函数

举例02：

package main

import "fmt"

func main() {

    // 将匿名函数func (n1 int n2 int) int 赋给 a 变量
    // 则 a 的数据类型就是函数类型 此时 我们可以通过a完成调用
    a := func (n1 int,n2 int) int {
        return n1 - n2
    }

    // 可以多次调用  多态？？？
    res2 := a(30,10)
    fmt.Println(res2)
    res3 := a(40,10)
    fmt.Println(res3)

}

全局匿名函数

如果将匿名函数赋值给一个全局变量，那么这个匿名函数，就成为一个全局匿名函数，可以在整个程序中有效。

举例：

package main

import "fmt"

var (
    // Func1 为全局匿名函数
    Func1 = func(n1 int,n2 int) int {
        return n1 * n2
    }
)

func main() {
    // 全局匿名函数的使用
    res4 := Func1(4,5)
    fmt.Println(res4)

}

3.闭包

基本介绍：

闭包就是一个函数和与其相关的引用环境组合的一个整体（实体）。

举例：

package main

import "fmt"

// 累加器
func Addupper() func(int) int {
    // 匿名函数与外面的n构成一个闭包
    var n int = 10
    return func(x int) int {  // 返回是一个函数   匿名函数引用到外面变量n
        n = n + x
        return n
    }

}

func main() {
    //
    f := Addupper()
    fmt.Println(f(1))  // 11
    fmt.Println(f(2))  // 13

}

返回的是一个匿名函数，但是这个匿名函数引用到函数外的n，因此这个匿名函数就和n形成一个整体，构成闭包。

可以理解为：闭包是一个类，函数是操作，n是字段。

当我们反复的调用f函数时，因为n只初始化一次

搞清楚闭包的关机，就是要分析出返回的函数它使用（引用）到哪些变量，因为函数和引用的变量共同构成闭包。

一个闭包的例子：

package main

import "fmt"
import "strings"

func makeSuffix(suffix string) func(string) string {
    // （1）编写一个函数 makeSuffix (suffix string) 可以接收一个文件后缀名比如后缀名(.jpg)
    // 并返回一个闭包
    // （2）调用闭包，可以传入一个文件名，如果该文件名没有指定的后缀比如后缀名(.jpg)，则返回
    // 文件名.jpg,如果已经有.jpg后缀，则返回原文件名

    // （3） 要求使用闭包的方式完成
    // （4）strings.HasSuffix  这个函数可以判断是否存有指定的后缀
    return func(name string) string {
        if !strings.HasSuffix(name, suffix) {
            return name + suffix
        }
        return name
    }
}

func main() {
    // .jpg的后缀
    f := makeSuffix(".jpg")
    // 实例引用
    fmt.Println("new_name:", f("today"))

    fmt.Println("new_name:", f("today.jpg"))
    

}

// 以上代码说明：返回的匿名函数和maksSuffix(suffix string)的suffix 变量组成一个闭包
// 返回的函数引用到suffix变量

4.函数中defer

为什么需要defer

在函数中，需要创建资源（比如：数据库连接，文件句柄，锁等），为了在函数执行完毕后，及时的释放资源，GO的设计提供defer(延时机制)。

defer的基本介绍

（1）当go执行到一个defer时，不会立即执行defer后的语句，而是将defer后的语句压入到一个defer栈中（一个独立的栈），然后继续执行函数下一个语句。

（2）当函数执行完毕后，在defer栈中，依次从栈取出语句执行（注：遵循栈，先入后出的机制），所以同学们看到前面案例输出的顺序。

（3）在defer将语句放入到栈时，也会将相关的值拷贝同时入栈。

举例：

package main

import "fmt"

func sum(n1 int, n2 int) int {
    // defer 的作用会让其本来要执行的语句暂时不执行，将要执行的语句压入到一个defer栈（独立栈）
    // 暂时不执行
    // 当函数执行完毕后，再执行defer栈中语句：先入后出执行
    defer fmt.Println("n1=", n1) // defer
    defer fmt.Println("n2=", n2) // defer
    res := n1 + n2
    fmt.Println("in_res=", res)
    return res
}

func main() {
    res := sum(5, 7)
    fmt.Println("out_res=", res)
    // 结果：
    // in_res= 12
    // n2= 7
    // n1= 5
    // out_res= 12
}

defer的最佳实践在于，当函数执行完毕后，可以及时的释放创建的资源（比如：打开文件，立即defer就不用考虑什么时候去close，数据库连接也是如此）。在defer以后可以继续使用创建的资源，当函数执行完毕后可以自动从defer中取出并进行关闭资源。

比如：

例子01:

func test() {

// 关闭文件资源

file = openfile(文件名)

def file.close()

// 使用文件句柄相关操作

}

例子02：

func test() {

// 释放数据库资源

connect = openDatabse()

defer connect.close()

// 操作数据库

}

三．函数参数的传递方式

基本介绍：

值类型参数默认就是值传递，而引用类型参数默认就是引用传递。

1.两种传递方式

1）值传递

基本数据类型（int float,bool,string,数组和结构体struct）

2）引用传递（指针传递）

指针，slice切片，map，管道chan,interface等都是引用类型

不管是值传递还是引用传递，传递函数的都是变量的副本，不同的是，值传递的是值的拷贝，引用传递的是地址的拷贝，一般来说，地址拷贝效率高，因为数据量小，而值拷贝决定的数据大小，数据越大效率越低。

2.值传递和引用传递使用特点

1）值类型默认是值传递：变量直接存储值，内存通常在栈中分配。

2）引用类型默认是引用传递：变量存储的是一个地址，这个地址对应的空间才真正存储数据（值），内存通常在堆上分配，当没有任何引用这个地址时，该地址对应的数据空间就成为一个垃圾，有GC来回收。

3）如果希望函数内的变量能修改函数外的变量，可以传入变量的地址&，函数内以指针的方式操作变量。从效果上看类似引用。

四．变量的作用域

说明：

1）函数内声明/定义的变量叫局部变量，作用域仅限于函数内部。

2）函数外部声明/定义的变量叫全局变量，作用域在整个包都有效，如果其首字母为大写，则作用域在整个程序有效。

3）如果变量是在一个代码块，比如for /if 中，那么这个变量的作用域就在该代码块中。

例子：局部变量与全局变量

package main

import "fmt"

var age int = 50
var Name string = "zero"

// 函数
func test() {
    // age 和 Name 的作用域只在test函数内
    age := 10
    Name := "hsz"
    fmt.Println("age=", age)
    fmt.Println("Name=", Name)
}

func main() {
    test()
    fmt.Println("age=", age)   // 打印是test() 函数外的age变量
    fmt.Println("Name=", Name) // 打印是test()函数外的Name变量
    // 最后输出结果为：
    // age= 10
    // Name= hsz
    // age= 50
    // Name= zero
}

在GO语言中：赋值语句不能在函数体外，如：Name := “hsz” 是错误的。

四．函数的练习

1.金字塔

// 打印金字塔案例使用函数的方式

// 1 2 3 4 5

package main

import "fmt"

func Jinzita(totalLevel int){

    // 表示层数
    for i :=1;i <= totalLevel; i++ {
        // 在打印 *前先打印空格
        for k:=1; k <= totalLevel - i; k++ {
            fmt.Print(" ")
        }

        // j 表示每层打印多少
        for j :=1; j <= 2 * i - 1; j++ {
            fmt.Print("*")
        }
        fmt.Println()
    }
}

func main() {
    var n int
    fmt.Println("请输入金字塔层数：")
    fmt.Scanln(&n)
    Jinzita(n)
}

2.九九乘法表

用函数的方式打印九九乘法表

package main

import "fmt"

func NightNight(){
    // 打印九九乘法表
    for i:=1;i<=9;i++{
        for j := 1; j <= i; j++{
            fmt.Printf("%v*%v=%v",i,j,i*j)
        }
        fmt.Println()
    }
}

func main(){
    NightNight()
}