Go语言基础05-Go流程控制
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1 概述
流程控制是顺序编程中必不可少的一部分,它是整个编程基础的重要一环。在顺序编程的流程控制部分,Go语言和其他主流语言有一些差别,主要体现在Go语言没有 do-while
语句,因此 for
语句拥有更广泛的含义与用途。另一方面 switch
语句也有一些扩展,例如支持类型判断和初始化子语句等。
除了这些常见的流程控制语法的关键字,Go语言还有三个特殊的关键字,分别是:
defer select go
2 条件语句
2.1 if判断
例子:
package main import "fmt" func main() { a := 1 if a < 20 { fmt.Printf("a小于20\n") } fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) }
2.2 if-else判断
例子:
package main import "fmt" func main() { a := 100 if a < 20 { fmt.Printf("a小于20\n") } else { fmt.Printf("a大于20\n") } fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) }
例子:
package main import "fmt" func main() { a := 100 if a < 20 { fmt.Printf("a小于20\n") if a > 10 { fmt.Printf("a大于10\n") } else { fmt.Printf("a小于10\n") } } else { fmt.Printf("a大于20\n") } fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) } }
说明:
上面的代码嵌套了一层 if-else
语句,这在编程规范中可以说大忌,特别是在逻辑复杂的情况下,嵌套if语句将非常影响性能,因此就有了 else-if
语句。
2.3 else-if判断
else-if
语句是在前面 if-else
语句之上再度扩展的,为了解决多重判断的问题。例如:
package main import "fmt" func main() { a := 11 if a > 20 { fmt.Printf("a大于20\n") } else if a < 10 { fmt.Printf("a小于10\n") } else { fmt.Printf("a大于10\n") fmt.Printf("a小于20\n") } fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) }
else-if
语句可以连续使用多个 else if
关键字,例如判断一个数字是否大于10小于20且不等于11:
package main import "fmt" func main() { a := 13 if a > 20 { fmt.Printf("a大于20\n") } else if a < 10 { fmt.Printf("a小于10\n") } else if a == 11 { fmt.Printf("a等于11\n") } else { fmt.Printf("a大于10\n") fmt.Printf("a小于20\n") fmt.Printf("a不等于11\n") } fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) }
2.4 初始化子语句
if语句可以有一个子语句,用于初始化局部变量,例如:
package main import "fmt" func main() { if a := 10; a < 20 { fmt.Printf("a小于20\n") } else { fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) } }
注意1:
子语句只能有一个表达式,比如下面的例子是无法编译的。
func main() { if b := 10; a := 10; a < 20 { //编译出错,初始化子语句只能有一个表达式 fmt.Printf("a小于20\n") } else { fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) } }
注意2:
a的值是在if代码块中定义的,所以不能在代码块之外调用,例如下面代码也是无法编译的:
func main() { if a := 10; a < 20 { fmt.Printf("a小于20\n") } //编译出错,a是在if代码块中定义的,所以不能再函数中调用 fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) }
3 选择语句
在上面使用if条件语句时,一般用于二元判断,对于多元判断使用条件语句就会显得烦琐,所以就有了选择语句。例如判断一个数字属于哪个区间就可以用选择语句轻松实现,避免条件语句烦琐的嵌套过程。
3.1 switch语句
在Go语言中, switch
表示选择语句的关键字, switch
语句会根据初始化表达式得出一个值,然后根据 case
语句的条件,执行相应的代码块,最终返回特定内容。每个 case
被称为一种情况,只有当初始化语句的值符合 case
的条件语句时, case
才会被执行。
如果没有遇到符合的 case
,则可以使用默认的 case
( default case
),如果己经遇到了
符合的 case
,那么后面的 case
都不会被执行。
与其他编程语言不同的是,在Go语言编程中, switch
有两种类型。
- 表达式
switch
:在表达式switch
中,case
包含与switch
表达式的值进行比较的表达式。 - 类型
switch
:在类型switch
中,case
包含与特殊注释的switch
表达式的类型进行比较的类型。
3.1.1 表达式switch
例子:
package main import "fmt" func main() { grade := "B" marks := 90 switch marks { case 90: grade = "A" case 80: grade = "B" case 60, 70: grade = "C" default: grade = "D" } fmt.Printf("你的成绩为%s\n", grade) }
这种方式虽然简单,但一般不这样写,因为不容易扩展这个选择语句,例如把分数改为100或者91时,也会返回“你的成绩为D”,这明显不符合实际情况。这是因为选择语句中没有考虑值的范围的问题,现在假设90分到100分为A, 80分到89分为B, 60分到79分为C ,低于60分则为D 。这种情况下上面的单值判断己经不能满足我们此时的需求。
因此就需要完整的switch 表达式写法了:
package main import "fmt" func main() { grade := "E" marks := 90 switch { case marks >= 90: grade = "A" case marks >= 80: grade = "B" case marks >= 70: grade = "C" case marks >= 60: grade = "D" default: grade = "E" } switch { case grade == "A": fmt.Printf("你的成绩优秀!\n") case grade == "B": fmt.Printf("表现良好!\n") case grade == "C", grade == "D": //case表达式可以有多个 fmt.Printf("再接再厉!\n") default: fmt.Printf("成绩不合格!\n") } fmt.Printf("你的成绩为%s\n", grade) }
上面例子中有两个 switch
相互关联,第一个 switch
语句判断成绩所属区间,并得出 grade
的值, 然后第二个 switch
根据 grade
的值返回相应的话语。
注意,每一个 case
都可以拥有多个表达式,它的含义与 fallthrough
一样,例如下面两种写法是一样的意思:
/* 多表达式写法 */ case grade == "C", grade == "D": //case表达式可以有多个 fmt.Printf("再接再厉!\n") /* fallthrough写法 */ case grade == "C": fallthrough case grade == "D": fmt.Printf("再接再厉!\n")
fallthrough
关键词可以把当前 case
控制权交给下一个 case
语句判断。
3.1.2 类型switch
类型 switch
语句针对变量类型判断执行哪个 case
代码块,下面是一个简单的例子:
package main import "fmt" var x interface{} //空接口 func main() { x = 1 switch i := x.(type) { //这里表达式只有一句初始化子语句 case nil: fmt.Printf("这里是nil,x的类型是%T", i) case int: fmt.Printf("这里是int,x的类型是%T", i) case float64: fmt.Printf("这里是float64,x的类型是%T", i) case bool: fmt.Printf("这里是bool,x的类型是%T", i) case string: fmt.Printf("这里是string,x的类型是%T", i) default: fmt.Printf("未知类型") } }
类型 switch
的初始化子语句中需要判断的变量必须是具有接口类型的变量(如果是固定类型的变量就没有判断的意义了)。在语法上类型 switch
与表达式 switch
没有太大区别。
3.2 switch初始化语句
switch
语句同样拥有初始化子语句,和 if
一样均是写在关键字后面,只能有一句语句,例如:
/* 单值判断写法 */ switch marks := 90; marks { case 90: grade = "A" case 80: grade = "B" case 70: grade = "C" case 60: grade = "D" default: grade = "E" } /* 范围表达式写法 */ switch marks := 90; { //这里的分号不能省略 case marks >= 90: grade = "A" case marks >= 80: grade = "B" case marks >= 70: grade = "C" case marks >= 60: grade = "D" default: grade = "E" }
3.3 select语句
在Go语言中,除了 switch
语句,还有一种选择语句一- select
,这种选择语句用于配合通道( channel
)的读写操作,用于多个 channel
的并发读写操作。
switch
是按顺序从上到下依次执行的,而 select
是随机选择一个 case
来判断,直到匹配其中的一个 case
,举个例子:
package main import "fmt" func main() { a := make(chan int, 1024) b := make(chan int, 1024) for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("第%d次", i) a <- 1 b <- 1 select { case <-a: fmt.Println("from a") case <-b: fmt.Println("from b") } } }
上述代码的意思是,同时在 a
和 b
中选择,哪个有内容就从哪个读,由于 channel
的读写操作是阻塞操作,使用 select
语句可以避免单个 channel
的阻塞。此外 select
同样可以使用 default
代码块,用于避免所有 channel
同时阻塞。
4 循环语句
循环语句是编程中常使用的流程控制语句之一,在Go语言中,循环语句的关键字是 for
,没有 while
关键字。 for
语句可以根据指定的条件重复执行其内部的代码块,这个判断条件一般是由 for
关键字后面的子语句给出的。
例如一个简单的 for
循环例子:
package main import "fmt" func main() { for a := 0; a < 5; a++ { fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) } }
上面 for
关键字后面有三个子语句,初始化变量 a
为 0
,并判断当 a
小于 5
时执行下面代码块的内容,每次判断 a
的值都加 l
,直到不符合初始化语句的判断条件,进而退出循环。
4.1 for的子语句
for
语句后面的三个子语句我们称为:
- 初始化子语句
- 条件子语句
- 后置子语句
这三者不能颠倒顺序,其中条件子语句是必需的,条件子语句会返回一个布尔型, true
则执行代码块, false
则跳出循环。
例如以下示例代码中就省略了初始化子语句和后置子语句:
package main import "fmt" func main() { a := 0 b := 5 for a < b { a++ fmt.Printf("a的值是:%d\n", a) } }
在上面的例子中, for
关键字后面只有一个 a< b
的判断语句,这是典型的条件判断语
句,它实际上是三个子语句的简写:
for ; a < b ; //Go语言编译器会自动判断三个子语句中是否存在条件子语句 //例如写成这样就会报错 for ; ; a < b
后置子语句的意思就是先进行条件子语句判断, for
代码块执行之后再对条件变量操作的语句进行判断,上面例子中的 a++
就是一个后置子语句。
4.2 range子语句
每一个 for
语句都可以使用一个特殊的 range
子语句,其作用类似于迭代器,用于轮询数组或者切片值中的每一个元素,也可以用于轮询字符串的每一个字符,以及字典值中的每个键值对,甚至还可以持续读取一个通道类型值中的元素。
例子:
package main import "fmt" func main() { str := "abcz" for i, char := range str { fmt.Printf("字符串第%d个字符的值为%d\n", i, char) } for _, char := range str { //忽略第一个值(忽略index) println(char) } for i := range str { //忽略第二个值 fmt.Println(i) } for range str { //忽略全部返回值,只执行下面代码块 println("执行成功") } }
range
关键宇右边是 range
表达式,表达式一般写在 for
语句前面,以便提高代码易读性。像上面的例子可以写成:
for i := range "abcz" //把原来的str := "abcz"表达式写到range关键字后面
这样不仅降低了可读性,也不容易管理后续的循环代码块。
range
关键宇左边表示的是一对索引-值对,根据不同的表达式返回不同的结果,详见下表。
从上表可以看出,除了轮询字符串,还支持其他类型,例如数组,切片,字典甚至通道等等。
例子:
package main import "fmt" func main() { m := map[string]int{"a": 1, "b": 2} for k, v := range m { println(k, v) } numbers := []int{1, 2, 3, 4} for i, x := range numbers { fmt.Printf("第%d次,x的值为%d。\n", i, x) } }
返回第一个值为索引值(键值),有时候并不是我们所需要的,因此可以使用“ _
”空标识符表示忽略第一个返回值。对于空字典或切片、空数组、空字符串等情况, for
语句会直接结束,不会循环。
但如果需要指定 for
执行循环的次数,例如需要获取数组(或者其他支持的类型)里面的值,而数组中有一个值是空字符串,则可以指定数组(或其他支持类型)长度,强制让 for
循环执行相应次数,例如将上面的例子稍微改一下:
package main import "fmt" func main() { numbers := [5]int{1, 2, 3, 4} for i, x := range numbers { fmt.Printf("第%d次,x的值为%d。\n", i, x) } }
由于定义了 numbers
长度为 5
,但 numbers
中只有 4
个值,因此最后一个为空值,从 for
循环返回的信息可以看到第 5
次 x
的值为 0
,代码块的确执行了 5
次。
5 延迟语句
defer
用于延迟调用指定函数, defer
关键字只能出现在函数内部。
例子:
package main import "fmt" func main() { defer fmt.Println("World") fmt.Println("Hello") }
上面例子会首先打印 Hello
,然后再打印 World
,因为第一句使用了 defer
关键字, defer
语句会在函数最后执行,被延迟的操作是 defer
后面的内容。
defer
后面的表达式必须是外部函数的调用,上面的例子就是针对 fmt.Println
函数的延迟调用。 defer
有两大特点:
- 只有当
defer
语句全部执行,defer
所在函数才算真正结束执行。 - 当函数中有
defer
语句时,需要等待所有defer
语句执行完毕,才会执行return
语句。
因为 defer
的延迟特点,可以把 defer
语句用于回收资源、清理收尾等工作。使用 defer
语句之后,不用纠结回收代码放在哪里,反正都是最后执行。
这里需要注意 defer
的执行时机,例如下面的例子:
package main import "fmt" var i = 0 func print() { fmt.Println(i) } func main() { for ; i < 5; i++ { defer print() } }
上面例子返回的是 5
个 5
,这是因为每个 defer
都是在函数轮询之后,最后才执行,此时 i
的值当然就是 5
了。如果要正确反向打印数字则应该这样写:
package main import "fmt" var i = 0 func print(i int) { fmt.Println(i) } func main() { for ; i < 5; i++ { defer print(i) } }
上面例子引入了函数参数,虽然还没介绍函数的概念,但是不妨碍理解这里面的 defer
关键知识。这里之所以是一个反序的数字列表,是因为 defer
其实是一个栈,遵循先入后出,或者理解为后进先出。
当 i
等于0 时, defer
语句第一次被压栈,此时 defer
后面的函数返回 0
; i
不断自增,一直到 i
等于 4
时, defer
语句第 5
次入栈, defer
后的函数返回 4
;此时 i
的自增不再满足 for
条件,于是跳出循环,在结束之前,Go语言会根据 defer
后进先出原则逐条打印栈内的数值,于是就出现现在看到的结果了。
简单来说就是当一个函数内部有多个 defer
语句时,最后面的 defer
语句最先执行(当然是指在所有 defer
语句中) 。
6 标签
在Go语言中,有一个特殊的概念就是标签,可以给 for
、 switch
或 select
等流程控制代码块打上一个标签,配合标签标识符可以方便跳转到某一个地方继续执行,有助于提高编程效率。标签格式如下:
L1: for i := 0; i <= 5; i++ { //代码块 } //下面写法也可以,不过Go语言编译器会自动格式化为上面的格式 L2:switch i { //代码块 }
标签的名称是区分大小写的,为了提高代码易读性,建议标签名称使用大写字母和数字。标签可以标记任何语句, 并不限定于流程控制语句,未使用的标签会引发错误。
6.1 break
break
语句意思是打断,这个语句表示打断当前流程控制。
例子:
package main import "fmt" func main() { for i := 0; i < 10; i++ { fmt.Printf("i的值是:%d\n", i) if i > 4 { break } } }
上面例子中 break
的用法与主流编程语言并无差别,当 i >4
时, break
语句打断了后续的循环操作,跳出循环。
但是对于嵌套流程控制语句,例如下面这种情况:
package main import "fmt" func main() { for { x := 1 switch { case x > 0: fmt.Println("A") break case x == 1: fmt.Println("B") default: fmt.Println("C") } } }
上面的例子会一直返回 A
,无限循环。上面代码出现的 break
语句只是跳出了 switch
流程,并没有跳出 for
循环,所以这个程序会一直执行下去。
为了跳出指定的流程控制代码块,就需要标签出场了:
package main import "fmt" func main() { LOOP1: for { x := 1 switch { case x > 0: fmt.Println("A") break LOOP1 case x == 1: fmt.Println("B") default: fmt.Println("C") } } }
上面代码中的 break LOOPl
表示跳出到标签为 LOOPl
的代码块之外。
6.2 continue
与 break
相反, continue
用于跳转到指定代码块位置继续执行任务, continue
仅能用于 for
循环。例如与上面几乎一样的代码,只是改动了一个关键宇:
package main import "fmt" func main() { LOOP1: for i := 0; i <= 5; i++ { switch { case i > 0: fmt.Println("A") continue LOOP1 case i == 1: fmt.Println("B") default: fmt.Println("C") } fmt.Printf("i is:%d\n", i) } }
上面代码中因为使用了 continue
语句跳转到了外围 for
循环中,与 break
不同的是, continue
表示跳转后继续执行操作。
6.3 goto
Go语言中的 goto
语句可以无条件跳转到相同函数中的带标签语句。标签、 goto
等关键字都并非Go语言独创,Go语言可以说是一门大量参考了其他语言优点的编程语言,在流程控制上做了一些扩增(如类型 switch
),同时也减少了一些关键宇(如 while
) 。
package main func main() { var i int for { println(i) i++ if i > 2 { goto BREAK } } BREAK: println("break") }
上面代码中, goto
语句指向了 BREAK
标签,所以当循环中遇到 i>2
时,直接跳转打印 break
。 goto
只能在同一个函数中跳转。
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