Go to Learn Go之函数

概述

在上一节的内容中，我们介绍了Go的指针，包括：使用指针、空指针、指针数组、指向指针的指针等。在本节中，我们将介绍Go的函数。函数允许开发者将相关的代码组织在一起，并将其命名，以便在其他地方进行调用。在Go语言中，函数是一段可重用的代码块，用于执行特定的操作。

函数定义

函数定义的基本格式如下：

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func funcName(parameter1 type, parameter2 type) returnType {  
    // 函数体  
    // 可以在这里执行一些操作  
    // 函数结束时，可返回一个或多个值  
    return value1, value2, ...  
}

下面详细介绍上述格式中的各个元素。

func：关键字，用于声明一个函数。

funcName：函数的名称，用于标识函数的唯一标识符。

parameter1, parameter2：函数的参数列表，每个参数由参数名称和参数类型组成。参数是可选的，也就是说，函数可以不包含任何参数。

type：参数的数据类型，可以是任何有效的Go数据类型，比如：整数、浮点数、字符串等。

returnType：函数返回值的类型，该参数是可选的。如果函数不返回任何值，则返回类型为void或()；如果函数返回一个值，则该值的数据类型将指定为返回类型；如果函数返回多个值，则需要依次给出这些值的数据类型。

return value1, value2, ...：函数返回语句，用于指定函数返回的值。可以返回单个值，也可以返回多个值。如果没有值需要返回，则可以省略return语句。

在下面的示例代码中，我们定义了三个函数。第一个函数MyPrint没有返回值，第二个函数Add有一个返回值，第三个函数Process有两个返回值。

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package main
  
import "fmt"

// 没有返回值
func MyPrint(text string) {
    fmt.Println(text)
}

// 一个返回值
func Add(a int, b int) int {
    return a + b
}

// 多个返回值
func Process(data int) (int, string) {
    if data >= 100 {
        return 0, "OK"
    }

    return -1, "Invalid"
}

func main() {
    MyPrint("Hello World")
    sum := Add(100, 200)
    // 输出：300
    fmt.Println(sum)
    result, info := Process(188)
    // 输出：0 OK
    fmt.Println(result, info)
}

函数声明

在Go语言中，函数声明和函数定义是两个相关的概念，但它们还是有一些区别的。

函数定义用于完整地编写函数的代码块，包括：函数名、参数列表、返回类型和函数体。它实现了函数的具体逻辑，函数定义在程序中只应该有一次。

函数声明用于告诉编译器函数的名称、参数列表和返回类型，以便在其他地方使用该函数。它包括函数名、参数列表和返回类型，但没有函数体。函数声明是告诉编译器："有一个这样的函数，可以这样调用它"。

与C/C++语言不同，Go语言是不区分头文件和实现文件的。Go语言中的函数、变量、结构体等可以在同一个文件中定义和实现，也可以在不同的文件中定义和实现。在编写源码时，可以将函数的声明和定义放在同一个文件中，也可以将它们分别放在不同的文件中。

函数调用

调用函数，可以通过两种方式来传递参数：一种是值传递，另一种是引用传递。值传递是指在调用函数时，将实际参数复制一份传递到函数中。这样，在函数中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。引用传递是指在调用函数时，将实际参数的地址传递到函数中。这样，在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。默认情况下，Go语言使用的是值传递，即在调用过程中不会影响到实际参数。

在下面的示例代码中，我们声明并定义了两个函数。Process1函数采用值传递的方式，故调用后number不变。Process2函数采用引用传递的方式，故调用后number值会修改为166。

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package main
  
import "fmt"

// 值传递
func Process1(number int) {
    number += 100
}

// 引用传递
func Process2(pNumber *int) {
    *pNumber += 100
}

func main() {
    number := 66
    Process1(number);
    // 输出：66
    fmt.Println(number)

    Process2(&number);
    // 输出：166
    fmt.Println(number)
}

在Go语言中，可以使用多个返回值来返回多个结果。这些返回值可以是不同的数据类型，并可一起打包到一个元组中。函数有多个返回值时，我们可以使用占位符来忽略不需要的返回值，占位符使用下划线（_）来表示。

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package main
  
import "fmt"

func Calc(x, y int) (int, int) {
    return x + y, x * x + y * y
}

func main() {
    // 多个返回值，依次赋值
    sum, square := Calc(6, 8)
    // 输出：14 100
    fmt.Println(sum, square)

    // 使用占位符，忽略第一个返回值
    _, square2 := Calc(6, 8)
    // 输出：100
    fmt.Println(square2)
}

可变参数函数

可变参数函数是一种可以接受可变数量的参数的函数，通过使用省略号...来声明可变参数，可以使得函数接受任意数量的相同类型的参数。可变参数函数在调用时，传递给函数的参数会被当作一个切片传递给函数。在函数内部，可以使用切片来访问和操作这些参数。

在下面的示例代码中，sum函数是一个可变参数函数，它接受一个或多个int类型的参数。在函数定义中，参数名numbers后面的...表示这是一个可变参数。在函数体中，可以使用numbers切片来访问传递给函数的所有参数。通过遍历切片，可以计算所有参数的和并返回结果。在main主函数中，我们调用sum函数并传递多个整数参数。这些整数会被自动打包成一个切片，然后传递给sum函数。

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package main

import "fmt"

func sum(numbers ...int) int {
    total := 0
    for _, value := range numbers {
        total += value
    }

    return total
}  

func main() {
    // 输出：300
    fmt.Println(sum(100, 200))

    // 输出：600
    fmt.Println(sum(100, 200, 300))
}

匿名函数

匿名函数，也称为闭包。匿名函数是一个没有声明名称的函数，可以直接在代码中使用。在下面的示例代码中，我们定义了一个匿名函数并将其赋值给变量add。然后，我们调用add函数并将结果赋值给了变量result。最后，我们输出了result的值。

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package main
  
import "fmt"

func main() {
    // 定义匿名函数
    add := func(a, b int) int {
        return a + b
    }

    result := add(66, 88)
    // 输出：154
    fmt.Println(result)
}

匿名函数可以访问其外部的变量，这就是所谓的闭包特性。在下面的示例代码中，我们定义了一个名为origin的变量，并将其初始化为1000。然后，我们定义了一个匿名函数，并将其赋值给add变量。在匿名函数中，我们访问了外部定义的origin变量。最后，我们通过add变量调用了匿名函数。

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package main
  
import "fmt"

func main() {
    origin := 1000

    // 匿名函数可以访问外部变量
    add := func(a, b int) int {
        return a + b + origin
    }

    result := add(66, 88)
    // 输出：1154
    fmt.Println(result)
}

递归函数

在Go语言中，可以使用递归函数，也就是一个函数在自身内部调用自身。递归函数通常用于解决需要重复执行相同操作的问题，比如：计算阶乘、斐波那契数列等。需要注意的是，递归函数必须有一个终止条件。否则，会无限递归下去，导致栈溢出甚至程序崩溃。

在下面的示例代码中，我们定义了一个名为factorial的递归函数。它接受一个整数n作为参数，并返回n的阶乘。如果n等于0，则返回1；否则，返回n乘以factorial(n-1)的结果。在主函数中，我们调用factorial函数并将结果打印出来。

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package main

import "fmt"

func factorial(n int) int {
    if n == 0 {
        return 1
    }

    return n * factorial(n - 1)
}  
  
func main() {
    num := 5
    result := factorial(num)
    // 输出：5! = 120
    fmt.Printf("%d! = %d\n", num, result)  
}

高阶函数

高阶函数是Go语言中函数的一重要特性，它使得函数可以作为参数传递给其他函数，也可以作为函数的返回值。高阶函数在Go语言中非常有用，可以实现更灵活和可复用的代码。通过将函数作为参数传递给其他函数，我们可以实现函数的组合和管道化，从而简化代码并提高可读性。

在下面的示例代码中，我们定义了一个名为ApplyFunc的高阶函数。它接受一个函数作为参数f，并使用给定的值x、y调用该函数。然后，我们定义了两个简单的函数Add和Sub，用于对传入的两个参数进行加法和减法。最后，我们将Add函数和Sub函数作为参数传递给ApplyFunc函数，并将函数的执行结果赋值给变量result。

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package main

import "fmt"

// 定义一个高阶函数，接受一个函数作为参数
func ApplyFunc(f func(int, int) int, x int, y int) int {
    return f(x, y)
}

func Add(x int, y int) int {
    return x + y
}

func Sub(x int, y int) int {
    return x - y
}
  
func main() {
    result := ApplyFunc(Add, 99, 66)
    // 输出结果：165
    fmt.Println(result)

    result = ApplyFunc(Sub, 99, 66)
    // 输出结果：33
    fmt.Println(result)
}