Go基础包和工程化和常用标准库

一、包与工程化

1. 用go mod管理工程

初始化项目：

go mod init $module_name

$module_name和目录名可以不一样
上述命令会生成go.mod文件，该文件内容形如：

module go-course

go 1.17

require (
    github.com/ethereum/go-ethereum v1.10.8
    github.com/gin-gonic/gin v1.7.4
)

Go依次从当前项目、GOROOT、GOPATH下寻找依赖包

• 从当前go文件所在的目录逐级向上查找go.mod文件（假设go.mod位于目录mode_path下），里面定义了module_name，则引入包的路径为"module_name/包相对于mode_path的路径"
• go标准库提供的包在GOROOT/src下
• 第三方依赖包在GOPATH/pkg/mod下

从go1.7开始，go get只负责下载第三方依赖包，并把它加到go.mod文件里，由go install负责安装二进制文件

• go get github.com/mailru/easyjson会在GOPATH/pkg/mod目录下生成github.com/mailru/easyjson目录
• go install github.com/mailru/easyjson/easyjson会在GOPATH/bin下生成easyjson二进制可执行文件

go mod tidy通过扫描当前项目中的所有代码来添加未被记录的依赖至go.mod文件或从go.mod文件中删除不再被使用的依赖

2. 包引入规则

包的声明

• go文件的第一行声明 package xxx
• 在包声明的上面可写关于包的注释，包注释也可以专门写在doc.go里
• 包名跟目录名可以不同
• 同一个目录下，所有go文件的包名必须一致

包的引用

• 可以直接使用同目录下其他go文件里的变量、函数、结构体
• 跨目录使用则需要变量前加入包名，并且引入包所在的目录

imoprt "go-test/package" // go-test是model名，package是目录名
mypackage.Add() // mypackage是包名，它对应的目录是package

• 在import块里可以引用父目录，也可以引用子目录
• 引用关系不能构成一个环
• 在import的目录前面可以给包起一个别名

imoprt test "go-test/package"
test.Add()

3. init调用链

main函数是go程序的唯一入口，所以main函数只能存在一个，main函数必须位于main包中，在main函数执行之前会先执行init()函数，在一个目录，甚至一个go文件里，init()可以重复定义，引入其他包时，相应包里的init()函数也会在main()函数之前被调用

import _ "net/http/pprof"

在目录前加一个_，代码里却没有显式地使用这个包里的函数或变量，实际上是想执行这个包里的init()函数

4. 可见性

• 以小写字母开头命名的函数、变量、结构体只能在本包内访问
• 以大写字母开头命名的函数、变量、结构体在其他包中也可以访问
• 如果结构体名字以大写字母开头，而其成员变量、成员方法以小写字母开头，则这样的成员只能在本包内访问

Go中命名为internal的package，可以被平级目录和上一级目录所访问，更上层的目录不能访问，如下图c目录（internal的上一级目录）及其子孙目录之间可以任意import，但a目录和b目录不能import internal及其下属的所有目录

二、常用标准库

1. 数学计算

数学常量

math.E // 自然对数的底，2.718281828459045
math.Pi	// 圆周率，3.141592653589793
math.Phi // 黄金分割，长/短，1.618033988749895
math.MaxInt	// 9223372036854775807
uint64(math.MaxUint) // 得先把MaxUint转成uint64才能输出，18446744073709551615
math.MaxFloat64	// 1.7976931348623157e 308
math.SmallestNonzeroFloat64	// 最小的非0且正的浮点数，5e-324

NaN(Not a Number)

f := math.NaN()
math.IsNaN(f)

常用函数

math.Ceil(1.1) // 向上取整，2
math.Floor(1.9)	// 向下取整，1。 math.Floor(-1.9)=-2
math.Trunc(1.9) // 取整数部分，1
math.Modf(2.5) // 返回整数部分和小数部分，2  0.5
math.Abs(-2.6) // 绝对值，2.6
math.Max(4, 8) // 取二者的较大者，8
math.Min(4, 8) // 取二者的较小者，4
math.Mod(6.5, 3.5) // x-Trunc(x/y)*y结果的正负号和x相同，3
math.Sqrt(9) // 开平方，3
math.Cbrt(9) // 开三次方，2.08008

三角函数

math.Sin(1)
math.Cos(1)
math.Tan(1)
math.Tanh(1)

对数和指数

math.Log(5) // 自然对数，1.60943
math.Log1p(4) // 等价于Log(1 p)，确保结果为正数，1.60943
math.Log10(100) // 以10为底数，取对数，2
math.Log2(8) // 以2为底数，取对数，3
math.Pow(3, 2) // x^y，9
math.Pow10(2) // 10^x，100
math.Exp(2) // e^x，7.389

随机数生成器

// 创建一个Rand
source := rand.NewSource(1) // seed相同的情况下，随机数生成器产生的数列是相同的
rander := rand.New(source)
for i := 0; i < 10; i   {
    fmt.Printf("%d ", rander.Intn(100))
}
fmt.Println()
source.Seed(1) // 必须重置一下Seed
rander2 := rand.New(source)
for i := 0; i < 10; i   {
    fmt.Printf("%d ", rander2.Intn(100))
}
fmt.Println()

// 使用全局Rand
rand.Seed(1) // 如果对两次运行没有一致性要求，可以不设seed
fmt.Println(rand.Int()) // 随机生成一个整数
fmt.Println(rand.Float32()) // 随机生成一个浮点数
fmt.Println(rand.Intn(100)) // 100以内的随机整数，[0,100)
fmt.Println(rand.Perm(100)) // 把[0,100)上的整数随机打乱
arr := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
// 随机打乱一个给定的slice
rand.Shuffle(len(arr), func(i, j int) { 
    arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
})
fmt.Println(arr)

2. 时间函数

时间的解析和格式化

TIME_FMT := "2006-01-02 15:04:05"
now := time.Now()
ts := now.Format(TIME_FMT)
loc, _ = time.LoadLocation("Asia/Shanghai")
t, _ = time.ParseInLocation(TIME_FMT, ts, loc)

时间运算

diff1 := t1.Sub(t0) // 计算t1跟t0的时间差，返回类型是time.Duration
diff2 := time.Since(t0) // 计算当前时间跟t0的时间差，返回类型是time.Duration
diff3 := time.Duration(3 * time.Hour) // Duration表示两个时刻之间的距离
t4 := t0.Add(diff3) 
t4.After(t0) // true

时间的属性

t0.Unix(), t0.UnixMilli(), t0.UnixMicro(), t0.UnixNano()
t2.Year(), t2.Month(), t2.Day(), t2.YearDay()
t2.Weekday().String(), t2.Weekday()
t1.Hour(), t1.Minute(), t1.Second()

定时执行

tm := time.NewTimer(3 * time.Second)
<-tm.C // 阻塞3秒钟
// do something
tm.Stop()

// 或者用
<-time.After(3 * time.Second) // 阻塞3秒钟

周期执行

tk := time.NewTicker(1 * time.Second)
for i := 0; i < 10; i   {
    <-tk.C // 阻塞1秒钟
    // do something
}
tk.Stop()

3. I/O操作

格式化输出

标准输入

fmt.Println("please input two word")
var word1 string 
var word2 string
fmt.Scan(&word1, &word2) // 读入多个单词，空格分隔。如果输入了更多单词会被缓存起来，丢给下一次scan

fmt.Println("please input an int")
var i int
fmt.Scanf("%d", &i) // 类似于Scan，转为特定格式的数据

打开文件

func os.Open(name string) (*os.File, error)
fout, err := os.OpenFile("data/verse.txt", os.O_CREATE|os.O_TRUNC|os.O_WRONLY, 0666)

os.O_WRONLY以只写的方式打开文件，os.O_TRUNC把文件之前的内容先清空掉，os.O_CREATE如果文件不存在则先创建，0666新建文件的权限设置

读文件

cont := make([]byte, 10)
fin.Read(cont) // 读出len(cont)个字节，返回成功读取的字节数
fin.ReadAt(cont, int64(n)) // 从指定的位置开始读len(cont)个字节
fin.Seek(int64(n), 0) // 重新定位，whence: 0从文件开头计算偏移量，1从当前位置计算偏移量，2到文件末尾的偏移量

reader := bufio.NewReader(fin) // 读文件文件建议用bufio.Reader
for { // 无限循环
    if line, err := reader.ReadString('\n'); err != nil { // 指定分隔符
        if err == io.EOF {
            if len(line) > 0 { // 如果最后一行没有换行符，则此时最后一行就存在line里
                fmt.Println(line)
            }
            break // 已读到文件末尾
        } else {
            fmt.Printf("read file failed: %v\n", err)
        }
    } else {
        line = strings.TrimRight(line, "\n") // line里面是包含换行符的，需要去掉
        fmt.Println(line)
    }
}

写文件

defer fout.Close() // 别忘了关闭文件句柄
writer := bufio.NewWriter(fout)
writer.WriteString("明月多情应笑我")
writer.WriteString("\n") // 需要手动写入换行符

创建文件/目录

os.Create(name string) // 创建文件
os.Mkdir(name string, perm fs.FileMode) // 创建目录
os.MkdirAll(path string, perm fs.FileMode) // 增强版Mkdir，沿途的目录不存在时会一并创建
os.Rename(oldpath string, newpath string) // 给文件或目录重命名，还可以实现move的功能
os.Remove(name string) // 删除文件或目录，目录不为空时才能删除成功
os.RemoveAll(path string) // 增强版Remove，所有子目录会递归删除

遍历目录

if fileInfos, err := ioutil.ReadDir(path); err != nil {
	return err
} else {
    for _, fileInfo := range fileInfos {
    fmt.Println(fileInfo.Name())
    // 如果是目录，就递归子遍历
    if fileInfo.IsDir() {
        walk(filepath.Join(path, fileInfo.Name}
    }
}

默认的log输出到控制台

log.Printf("%d %d=%d\n", 3, 4, 3 4)
log.Println("Hello Golang")
log.Fatalln("Bye, the world") // 日志输出后会执行os.Exit(1)

指定日志输出到文件

logWriter := log.New(fout, "[BIZ_PREFIX]", log.Ldate|log.Lmicroseconds) // 通过flag参数定义日志的格式
logWriter.Println("Hello Golang")

调用系统命令

cmd_path, err := exec.LookPath("df") // 查看系统命令所在的目录，确保命令已安装
cmd := exec.Command("df", "-h") // 相当于命令df -h，注意Command的每一个参数都不能包含空格
output, err := cmd.Output() // cmd.Output()运行命令并获得其输出结果
cmd = exec.Command("rm", "./data/test.log")
cmd.Run() // 如果不需要获得命令的输出，直接调用cmd.Run()即可

4. 编码

json是go标准库里自带的序列化工具，使用了反射，效率比较低
easyjson只针对预先定义好的json结构体对输入的json字符串进行纯字符串的截取，并将对应的json字段赋值给结构体
easyjson -all xxx.go 生成go文件中定义的结构体对应的解析，xxx.go所在的package不能是main

func easyjson.Marshal(v easyjson.Marshaler) ([]byte, error)
func easyjson.Unmarshal(data []byte, v easyjson.Unmarshaler) error

sonic是字节跳动开源的json序列化工具包，号称性能强过easyjson、jsoniter，使用起来非常方便

import "github.com/bytedance/sonic"

// Marshal
output, err := sonic.Marshal(&data) 
// Unmarshal
err := sonic.Unmarshal(input, &data) 

base64经常在http环境下用来传输较长的信息,任意byte数组都可以采用base64编码转为字符串，并且可以反解回byte数组,编码和解码的方法是公开、确定的， base64不属于加密算法

func (*base64.Encoding).EncodeToString(src []byte) string
func (*base64.Encoding).DecodeString(s string) ([]byte, error)

compress包下实现了zlib、bzip、gip、lzw等压缩算法

writer := zlib.NewWriter(fout) // 压缩
writer.Write(bytes)
reader, err := zlib.NewReader(fin) // 解压
io.Copy(os.Stdout, reader) // 把reader流里的内容拷贝给标准输出流，即文件解压后的内容打印到控制台

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