Go如何创建一个包并使用(导入本地包和注意事项)

Go 语言中,包(Package)的目的和其他语言中的库或模块是一样的,支持模块化、封装、单独编译和重用。 ------《The Go Programming Language》

有时候需要自己写一个包方便多次使用,但是在导入自己写的包时遇到了问题。我以前以为import部分直接就是包的路径,但是实际自己写了之后发现不是这样的。这部分实际上这部分是可以解释成一个标识符,是由一个go.mod文件确定,一般含义确实是路径末端。

Go 中模块的概念其实还包含了一部分版本管理的功能。所以 Go 的模块和版本管理无论是学习还是开发都不是一件容易的事情,Go 团队也在一直努力调整和优化。本文只能代表当前版本go1.20.2版本的情况,如果未来更新了我会进行备注。

go.mod是什么

每个 Go 的模块都是由go.mod确定,该文件描述了模块的属性,例如模块存放的路径是否依赖其他模块、最低使用 Go 版本等信息。比如mod@v0.8.0go.mod内容为:

module golang.org/x/mod

go 1.17

require golang.org/x/tools v0.1.12 // tagx:ignore

然后在编译的时候,编译器会去找有没有这个标识这个模块的go.mod,如果有的话找到对应的xxx.go,然后导入相应的包中使用的功能进行编译。

这里有两个问题:

  1. Go 在哪找模块的?
  2. 如何让 Go 从特定目录下搜索包?

模块(module)和包(package)的区别在于:模块是一系列包的集合,并且在模块文件结构的根目录下有个go.mod文件,自己甚至可以直接被编译成一个程序。而包是某一个或多个.go文件,用来划分包级别的作用域(package level),可以当做其他语言的库。范围应该是:模块>>>包>>>源代码文件。但是在某些情况下,包、模块、库这三个词是可以混用的(在不同情况下叫法不同,但是却指同一个东西)。

需要注意package main是个例外,这并不是一个库(尽管开头有个package),而是用来表示这是个可以单独执行的程序。

创建模块和编写包的内容

这里举个例子来进行演示,演示的例子来自《The Go Programming Language》中 Section 2.7,是用来数一个数的二进制有多少位为1,比如输入1返回1,输入0x1234567890ABCDEF返回32

新建一个文件夹popcount,然后在里面创建一个名为popcount.go的文件:

$ mkdir popcount
$ touch popcount.go

输入以下内容(下面这个算法不是最快的,也不是最容易理解的,但是可以解释很多东西):

go 复制代码
package popcount

// pc[i]用来计数第i位是不是
var pc [256]byte
//初始化包
func init() {
	for i := range pc {
		pc[i] = pc[i/2] + byte(i&1)
	}
}

// PopCount返回x有多少位为1.
func PopCount(x uint64) int {
	return int(pc[byte(x>>(0*8))] +
		pc[byte(x>>(1*8))] +
		pc[byte(x>>(2*8))] +
		pc[byte(x>>(3*8))] +
		pc[byte(x>>(4*8))] +
		pc[byte(x>>(5*8))] +
		pc[byte(x>>(6*8))] +
		pc[byte(x>>(7*8))])
}

上文中:pc首字母是小写的,所以只能在popcount包中使用,而PopCount首字母是大写的,所以可以在导入popcount包的文件中使用。

继续在popcount中通过go mod init命令创建go.mod文件,如下:

$ go mod init test/popcount
go: creating new go.mod: module test/popcount
go: to add module requirements and sums:
	go mod tidy
$ ls
go.mod		popcount.go

可以看到多了个go.mod文件。

导入自建包(本地包)

然后在其他地方新建一个目录pop_test来编写使用这个包的程序代码(可以和popcount在同一个目录下,或者其他地方都行),这里选择和popcount在同一个目录下,如下:

$ cd ..
$ mkdir pop_test

然后在pop_test中新建一个go.mod

$ go mod init pop_test

这时候go.mod的内容应该是如下样式:

module pop_test

go 1.20

用你喜欢的文本编辑器打开它,在末尾添加这样两句话,变成如下样式:

module pop_test

go 1.20

require test/popcount v0.0.0
replace test/popcount => ../popcount

最后这两句都不能省略,少一句都不行。

第一句是为了说明使用popcount的版本,第二句是因为我们使用的是本地包(local package),而不是下载导入的库,本地包的位置并不在GOROOT/src/test/popcount中,Go 编译的时候找不到的(关于GOROOT后面还有一些内容)。第二句话其实类似于 C 编译器中的选项-I。(这里解决了开头的那两个问题)

然后新建一个main.go文件,输入以下内容:

go 复制代码
package main

import (
	"fmt"
	"test/popcount"
)

func main() {
	a := popcount.PopCount(0x1234567890ABCDEF)
	fmt.Println(a)
}

这时候运行应该看到以下结果:

$ go run main.go 
32

这种方法是官方推荐的,但是问题在于要在项目的根目录(如上的pop_test)下创建一个go.mod

第二种方法

下面这种方法是根据运行机制进行设置的,说实话并不是很方便管理,但是某些情况下却挺方便的。

上文中提到:Go 默认是在GOROOT/src下寻找包的,某个包就是GOROOT/src/包名。那么就可以直接在GOROOT/src下按照包名的结构放置自建的本地包,然后就可以在程序代码中直接使用了,不用再在项目根目录下创建一个go.mod文件来说明使用的本地包的位置了。

通过以下命令找到你的GOROOT,如下:

$ go env GOROOT
/usr/local/go

你的可能不是/usr/local/go。对于 Go 的这些环境变量最好使用go env查看,如果你使用echo $GOROOT可能会发现这个环境变量是空的。

此外,最好不要用expert在 Shell 配置文件中修改这个环境变量,因为标准库都在默认的GOROOT中,一旦你切换了,那么这些标准库你最好都复制到新位置。特殊情况下直接用expert修改,但是只在当前终端切换,不要彻底替换。

这种方法的最大弊端在于修改了/usr/local/go,这些默认目录大部分时期是通过脚本自动操作配置的,如果你进行了修改,那么未来可能会出现问题和冲突,而你又忘了修改了这部分,那就是个很大的问题了。

所以如果必须用这种方法,最好创建一个不会重名(或者概率不大)的文件夹,比如ZhongUncle,然后在里面创建包和配置go.mod

希望能帮到有需要的人~

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