第 1 章：各就各位，预备，Go！

阅读本课程能够帮助你：

  • 了解 Go 与众不同的地方

  • 了解如何访问 Go 游乐场

  • 学会如何将文本打印到屏幕上

  • 对包含任意自然语言的文本进行实验

Go 是一门为云计算 而生的现代化编程语言。 根据 thenewstack.io/who-is-the-go-developer/ 和 golang.org/wiki/GoUsers 的记载， 包括亚马逊（Amazon）、苹果（Apple）、科能软件（Canonical）、雪佛龙（Chevron）、迪士尼（Disney）、脸书（Facebook）、通用电气（GE）、谷歌（Google）、Heroku、微软（Microsoft）、Twitch、威瑞森无线（Verizon） 和沃尔玛（Walmart）在内的公司都使用了 Go 来开发重要的项目，并且由于诸如 CloudFlare、Cockroach Labs、DigitalOcean、Docker、InfluxData、Iron.io、 Let’s Encrypt、Light Code Labs、Red Hat CoreOS、SendGrid 这样的公司以及云原生计算基金会（Cloud Native Computing Foundation）等组织的推动，许多 web 底层基础设施正在陆续迁移至 Go 之上。

尽管 Go 正在数据中心（data center）大放异彩，但它的应用场景并不仅限于工作区域。 比如 Ron Evans 和 Adrian Zankich 就创建了用于控制机器人和硬件的 Gobot 库（gobot.io），而 Alan Shreve 则创建了以学习 Go 为目的的开发工具 ngrok（ngrok.com） ，并将该项目转变成了自己的全职事业。

为了向图 1-1 所示的那只无忧无虑的 Go 吉祥物表示敬意，社区中的 Go 拥护者通常会把自己称为 gopher （地鼠）。 虽然编程路上充满着各式各样的挑战，但通过使用 Go 并阅读本书，我们希望你能够从中发现编程的乐趣。

图 1-1 Renée French 设计的 Go 地鼠吉祥物

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本课程将展示一个运行在 web 浏览器里面的 Go 程序，并基于该程序进行一些实验。

{请考虑这一点}

像英语这样的自然语言充斥着各式各样模棱两可的话。 比如说，当你向数字助理说出“Call me a cab”的时候，它是应该帮你致电出租车公司呢，还是应该假设你想要把自己的名字改成“a cab”呢？

清晰度对于编程语言永远都是最重要的。 假如编程语言的语法或者句法允许歧义存在，那么计算机也许就无法完成人们指定的行为，这样一来编程工作将变得毫无意义。

Go 并不是一门完美的语言，但跟我们之前使用过的其他语言相比，它在清晰度方面所做的努力是无人能及的。 在学习这一课的时候，你将会看到一些名词缩写以及行业术语。 虽然一开始你可能会对这些内容感到陌生，但我们希望你可以多花些时间，字斟句酌，仔细体会 Go 是如何减少语言中的歧义的。

1.1 什么是 Go ？

Go 是一门编译语言。 在运行程序之前，Go 首先需要使用编译器将用户编写的代码转化为计算机能够理解的 0 和 1 。 为了便于执行和分发，编译器还会把所有代码整合并编译成一个单独的可执行文件。 在编译的过程中，Go 编译器能够捕捉到程序中包括拼写错误在内的一些人为失误。

并非所有编程语言都需要编译才能运行，比如 Python 、 Ruby 和其他一些流行语言就选择了在程序运行的时候，通过解释器一条接一条地转化代码中的声明，但这也意味着 bug 可能会隐藏在测试尚未尝触及到的代码当中。

不过换个角度来看，解释器不仅能够让开发过程变得迅速且具有交互性，还能够让语言本身变得灵活、轻松和令人愉快。 相反地，编译语言却常常因为像机器人一样顽固不化、墨守成规而广为人知，并且缓慢的编译速度也常常为人所诟病，然而实际上并非所有编译语言都是如此。

我们想要构造出这样一种语言， 它不仅可以像 C++ 和 Java 这类静态编译语言一样安全、高效， 并且还可以像 Python 这类动态类型解释语言一样身轻如燕并且充满乐趣。 —— Rob Pike，《极客周刊》（详情请见 mng.bz/jr8y）

Go 在考虑软件开发的体验方面可谓煞费苦心。 首先，即使是大型程序的编译也可以在极短的时间内完成，并且只需要用到一条命令。 其次，语言排除了那些可能会导致歧义的特性，鼓励可预测和简明易懂的代码。 最后，Go 为 Java 等传统语言死板的数据结构提供了轻量级的替代品。

Java 避免了 C++ 当中许多不常见、难懂和令人迷惑的特性， 根据我们的经验， 这些特性带来的麻烦要比好处多得多。 —— James Gosling，《Java：概述》

每一种新编程语言都会对以往想法进行改良。 与早期语言相比，在 Go 里面高效地使用内存将变得更为容易，出错的可能性也更低，并且 Go 还能利用多核机器上的每个核心获得额外的性能优势。 很多成功案例都会把性能提升列举为转向 Go 的其中一个原因。 比如根据 mng.bz/Wevx 和 mng.bz/8yo2 的记载，Iron.io 只用了 2 台 Go 服务器就替换掉了他们原来使用的 30 台 Ruby 服务器； 而根据 mng.bz/EnYl 的记载，Bitly 在使用 Go 重写原有的 Python 应用之后也获得了持续、可测量的性能提升，这导致他们在之后把自己的 C 应用也“更新换代”成了相应的 Go 版本（详情请见 mng.bz/EnYl）。

Go 不仅像解释语言一样简单和有趣，它还拥有编译语言快如闪电的性能优势以及坚如磐石的可靠性，并且由于 Go 是一门只包含几种简单概念的小型语言，所以它学习起来也相对比较快。 终上所述，我们就得出了以下 Go 箴言：

Go 是一门开源编程语言， 它可以大规模地生产出简单、高效并且可信赖的软件。 —— 《Go 品牌手册》（Go Brand Book）

{提示}

当你在互联网上搜索 Go 的相关话题时， 可以使用关键字 golang 来代表 Go 语言。 这种将 -lang 后缀添加到语言名字之后的做法也适用于其他编程语言， 比如 Ruby 、 Rust 等。

{速查 1-1}

Go 编译器的两个优点是什么？

{速查 1-1 答案}

Go 编译器可以在极短的时间内完成对大型程序的编译， 并且它还可以在程序运行之前找出代码中的一些人为失误， 比如拼写错误等。

1.2 Go 游乐场

上手学习 Go 语言最快捷的方式就是使用 Go 游乐场 play.golang.org ， 这个工具可以让你在无需安装任何软件的情况下直接编辑、运行和试验 Go 程序。 当你点击游乐场的运行按钮（Run）的时候， 游乐场就会在 Google 的服务器上编译并运行你输入的代码， 然后在屏幕上打印出代码的执行结果。

图 1-2 Go 游乐场

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点击游乐场的分享按钮（share）可以获得一个访问当前代码的链接。 你可以通过这个链接把自己的代码分享给朋友，又或者将其用作浏览器书签以便保存工作进度。

{注意}

虽然本书列出的所有代码和练习都可以通过 Go 游乐场执行， 但如果你更习惯使用自己的编辑器和命令行， 那么你可以访问 golang.org/dl/ ， 并按照页面中的指示将 Go 下载并安装至你的电脑。

{速查 1-2}

Go 游乐场里面的运行按钮是用来干什么的？

{速查 1-2 答案}

运行按钮可以在 Google 的服务器上编译并执行用户输入的代码。

1.3 包和函数

当我们访问 Go 游乐场的时候将会看到以下代码，它作为学习 Go 语言的起点真的再合适不过了。

代码清单 1-1 与游乐场的初次见面： playground.go

package main                            // 声明本代码所属的包

import (
    "fmt"                               // 导入 fmt 包，使其可用（fmt是format的缩写）
)

func main() {                           // 声明一个名为 main 的函数
    fmt.Println("Hello, playground")    // 在屏幕上打印出“Hello, playground”
}

尽管这段代码非常简短，但它却引入了 package 、 import 和 func 这三个非常重要的关键字，这些保留关键字都有它们各自的特殊目的。

package 关键字声明了代码所属的包，在本例中这个包的名字就是 main 。 所有用 Go 编写的代码都会被组织成各式各样的包，并且每个包都对应一个单独的构想。 比如 Go 语言本身就提供了一个面向数学、压缩、加密、图像处理等领域的标准库。

在 package 关键字之后， 代码使用了 import 关键字来导入自己将要用到的包。 一个包可以包含任意数量的函数。 比如 math 包就提供了诸如 Sin 、 Cos 、 Tan 和 Sqrt （平方根）等函数，而此处用到的 fmt 包则提供了用于格式化输入和输出的函数。 因为在屏幕上显示文本是一个非常常用的操作，所以 Go 使用了缩写 fmt 作为包名。 Gopher 们通常把这个包的名字读作“FŌŌMT!”，给人的感觉仿佛就像这个库是使用漫画书上的大爆炸字体撰写的一样。

func 关键字用于声明函数，在本例中这个函数的名字就是 main 。 每个函数的体（body）都需要使用大括号 {} 实施包围，这样 Go 才能知道每个函数从何处开始，又在何处结束。

main 这一标识符（identifier）具有特殊意义。 当我们运行一个 Go 程序的时候，它总是从 main 包的 main 函数开始运行。 如果 main 不存在，那么 Go 编译器将报告一个错误，因为它无法得知程序应该从何处开始执行。

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为了打印出一个由文本组成的行，例子中的代码使用了 Println 函数（其中 ln 为行的英文字母 line 的缩写）。 每次用到被导入包中的某个函数时，我们都需要在函数的名字前面加上包的名字以及一个点号作为前缀。 比如代码清单中的 Println 函数前面就带有 fmt 以及一个点号作为前缀，这是因为 Println 函数就是由被导入的 fmt 包提供的。 Go 的这一特性可以让用户在阅读代码的时候立即弄清楚各个函数分别来源于哪个包。

当我们按下 Go 游乐场中的运行按钮时，代码中被引号包围的文本将输出至屏幕，最终使得文本“Hello, playground”出现在游乐场的输出区域中。 对于英语来说，即使是缺少一个逗号也有可能会让整个句子的意义变得完全不同。 同样地，标点符号对于编程语言来说也是至关重要的：比如 Go 就需要依靠引号、圆括号和大括号等符号来理解用户输入的代码。

{速查 1-3}

  1. Go 程序从何处开始执行？

  2. fmt 包提供了什么功能？

{速查 1-3 答案}

  1. Go 程序从 main 包的 main 函数开始执行。

  2. fmt 包提供了用于格式化输入和输出的函数。

1.4 唯一无二的大括号风格

Go 对于大括号 {} 的摆放位置非常挑剔。 在代码清单 1-1 中，左大括号 { 跟 func 关键字位于同一行，而右大括号 } 则独占一行。 这是 Go 语言唯一允许的大括号放置风格，除此之外的其他风格都是不被允许的。 作为参考，mng.bz/NdE2 展示了各种不同的大括号放置风格。

Go 之所以如此严格地限制大括号的放置风格，跟这门语言刚刚诞生时发生的一些事情有关。 在早期，使用 Go 编写的代码总是无一幸免地带有分号，它们就像迷路的小狗一样跟在每条单独的语句后面，比如这样：

fmt.Println("Hello, fire hydrant");

到了 2009 年 12 月，一群忍者 gopher 决定把分号从语言中驱逐出去。 好吧，这么说也不太准确。 实际上，Go 编译器将为你代劳，自动地插入那些可爱的分号。 这种机制运行得非常完美，但它的代价就是要求用户必须遵守上面提到的唯一无二的大括号放置风格。

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如果用户尝试将左大括号和 func 关键字放在不同的行里面，那么 Go 将报告一个语法错误：

func main()      // 函数体缺失
{                // 语法错误：在 { 之前发现了意料之外的分号或新行
}

出现这个问题并不是编译器有意刁难，这纯粹是由于分号被插入到了错误的位置，导致编译器犯了点小迷糊，最终才不得不求助于你。

{提示}

在阅读本书的时候， 亲力亲为、不厌其烦地键入书中展示的每段代码将是一个不错的主意。 这样一来， 如果你键入了错误的代码， 那么就会看到相应的语法错误， 但这并不是一件坏事。 能够阅读、理解并纠正代码中的错误是一种至关重要的技能， 而且坚持不懈也是一种宝贵的品质。

{速查 1-4}

用户必须将左大括号 { 置于何处才能避免引起语法错误？

{速查 1-4 答案}

左大括号必须与 func 关键字位于同一行而不是独占一行， 这是 Go 语言唯一允许的大括号放置风格。

1.5 课后小结

  • 通过 Go 游乐场，我们可以在不必安装任何东西的情况下开始使用 Go 。

  • 每个 Go 程序都由包（package）中包含的函数组成。

  • 为了将文本输出至屏幕，我们需要用到标准库提供的 fmt 包。

  • 跟自然语言一样，编程语言中的标点符号也是至关重要的。

  • 到目前为止，我们已经看见了 Go 25 个关键字中的 3 个，它们分别是： package 、 import 和 func 。

为了确认你是否已经弄懂了前面介绍的知识，请按照接下来展示的练习修改 Go 游乐场中的代码，并点击运行按钮来查看结果。 如果你在做练习的过程中遇到麻烦无法继续下去，那么可以通过刷新浏览器来让代码回到最初的样子。

实验：playground.go

  • 修改代码中被引号包围的文本，使得程序在将文本打印至屏幕时，可以通过你的名字向你打招呼。

  • 在 main 函数的函数体 {} 之内添加第二行代码，使得程序可以打印出两个文本行。就像这样：

    fmt.Println("Hello, world")
fmt.Println("Hello, 世界")

  • Go 支持所有自然语言字符。 你可以尝试让程序用中文、日文、俄罗斯文甚至是西班牙文打印文本。 如果你不会说上述提到的这些语言，那么可以先通过 Google 翻译工具（translate.google.com）进行翻译，然后再把翻译后的文本复制/粘贴到 Go 游乐场。

你可以通过点击 Go 游乐场中的分享按钮来获得访问当前代码的链接，然后将该链接发布至本书的论坛 forums.manning.com/forums/get-programming-with-go 与其他读者进行分享。

最后，你可以将你的解法和附录中展示的参考答案进行对比，从而判断其是否正确。