如何使用Go编程

引言

一个简单Go包的开发，并介绍了用go工具来获取、 构建并安装Go包及命令的标准方式。

go 工具需要你按照指定的方式来组织代码。请仔细阅读本文档， 它说明了如何以最简单的方式来准备并运行你的Go安装。类似的视频讲解可在此处观看。

代码的组织

工作空间

go 工具为公共代码仓库中维护的开源代码而设计。 无论你会不会公布代码，该模型设置工作环境的方法都是相同的。

Go代码必须放在工作空间内。它其实就是一个目录，其中包含三个子目录：

• src 目录包含Go的源文件，它们被组织成包（每个目录[项目]都对应一个包），
• pkg 目录包含包对象，
• bin 目录包含可执行命令。

go 工具用于构建源码包，并将其生成的二进制文件安装到 pkg 和 bin 目录中。

src 子目录通常包会含多种版本控制的代码仓库（例如Git或Mercurial）， 以此来跟踪一个或多个源码包的开发。

以下例子展现了实践中工作空间的概念：

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bin/
	streak                         # 可执行命令
	todo                           # 可执行命令
pkg/
	linux_amd64/
		code.google.com/p/goauth2/
			oauth.a                # 包对象
		github.com/nf/todo/
			task.a                 # 包对象
src/
	code.google.com/p/goauth2/
		.hg/                       # mercurial 代码库元数据
		oauth/
			oauth.go               # 包源码
			oauth_test.go          # 测试源码
	github.com/nf/
		streak/
		.git/                      # git 代码库元数据
			oauth.go               # 命令源码
			streak.go              # 命令源码
		todo/
		.git/                      # git 代码库元数据
			task/
				task.go            # 包源码
			todo.go                # 命令源码

此工作空间包含三个代码库（goauth2、streak 和 todo），两个命令（streak 和 todo） 以及两个库（oauth 和 task）。命令和库从不同的源码包编译而来。稍后我们会对讨论它的特性。

GOPATH 环境变量

GOPATH 环境变量指定了你的工作空间位置。它或许是你在开发Go代码时， 唯一需要设置的环境变量。

首先创建一个工作空间目录，并设置相应的 GOPATH。你的工作空间可以放在任何地方， 在此文档中我们使用 $HOME/work。注意，它绝对不能和你的Go安装目录相同。 （另一种常见的设置是 GOPATH=$HOME。）

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$ mkdir $HOME/work
$ export GOPATH=$HOME/work

作为约定，请将此工作空间的 bin 子目录添加到你的 PATH 中：

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$ export PATH=$PATH:$GOPATH/bin

包路径

标准库中的包有给定的短路径，比如 "fmt" 和 "net/http"。 对于你自己的包，你必须选择一个基本路径，来保证它不会与将来添加到标准库， 或其它扩展库中的包相冲突。

如果你将你的代码放到了某处的源码库，那就应当使用该源码库的根目录作为你的基本路径。 例如，若你在 GitHub 上有账户 github.com/user 那么它就应该是你的基本路径。

注意，在你能构建这些代码之前，无需将其公布到远程代码库上。只是若你某天会发布它， 这会是个好习惯。在实践中，你可以选择任何路径名，只要它对于标准库和更大的Go生态系统来说， 是唯一的就行。

我们将使用 github.com/user 作为基本路径。在你的工作空间里创建一个目录， 我们将源码存放到其中：

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$ mkdir -p $GOPATH/src/github.com/user

你的第一个程序

要编译并运行简单的程序，首先要选择包路径（我们在这里使用 github.com/user/hello），并在你的工作空间内创建相应的包目录：

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$ mkdir $GOPATH/src/github.com/user/hello

mkdir -p /Users/liulifeng/Workspaces/goWorkspaces/src/github.com/fallenk/hello

接着，在该目录中创建名为 hello.go 的文件，其内容为以下Go代码：

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package main

import "fmt"

func main() {
	fmt.Printf("Hello, world.\n")
}

现在你可以用 go 工具构建并安装此程序了：

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$ go install github.com/user/hello

!!注意，你可以在系统的任何地方运行此命令。go 工具会根据 GOPATH 指定的工作空间，在 github.com/user/hello 包内查找源码。

若在从包目录中运行 go install，也可以省略包路径：

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$ cd $GOPATH/src/github.com/user/hello
$ go install

此命令会构建 hello 命令，产生一个可执行的二进制文件。 接着它会将该二进制文件作为 hello（在 Windows 下则为 hello.exe）安装到工作空间的 bin 目录中。 在我们的例子中为 $GOPATH/bin/hello，具体一点就是 $HOME/go/bin/hello。

go 工具只有在发生错误时才会打印输出，因此若这些命令没有产生输出， 就表明执行成功了。

现在，你可以在命令行下输入它的完整路径来运行它了：

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$ $GOPATH/bin/hello
Hello, world.

若你已经将 $GOPATH/bin 添加到 PATH 中了，只需输入该二进制文件名即可：

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$ hello
Hello, world.

若你使用源码控制系统，那现在就该初始化仓库，添加文件并提交你的第一次更改了。 再次强调，这一步是可选的：你无需使用源码控制来编写Go代码。

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$ cd $GOPATH/src/github.com/user/hello
$ git init
Initialized empty Git repository in /home/user/work/src/github.com/user/hello/.git/
$ git add hello.go
$ git commit -m "initial commit"
[master (root-commit) 0b4507d] initial commit
 1 file changed, 1 insertion(+)
  create mode 100644 hello.go

你的第一个库

让我们编写一个库，并让 hello 程序来使用它。

同样，第一步还是选择包路径（我们将使用 github.com/user/stringutil） 并创建包目录：

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$ mkdir $GOPATH/src/github.com/user/stringutil

mkdir -p /Users/liulifeng/Workspaces/goWorkspaces/src/github.com/fallenk/stringutil

接着，在该目录中创建名为 reverse.go 的文件，内容如下：

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// stringutil 包含有用于处理字符串的工具函数。
package stringutil

// Reverse 将其实参字符串以符文为单位左右反转。
func Reverse(s string) string {
	r := []rune(s)
	for i, j := 0, len(r)-1; i < len(r)/2; i, j = i+1, j-1 {
		r[i], r[j] = r[j], r[i]
	}
	return string(r)
}

现在用 go build 命令来测试该包的编译：

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$ go build github.com/user/stringutil

当然，若你在该包的源码目录中，只需执行：

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$ go build

即可。这不会产生输出文件。想要输出的话，必须使用 go install 命令，它会将包的对象放到工作空间的 pkg 目录中。

确认 stringutil 包构建完毕后，修改原来的 hello.go 文件（它位于 $GOPATH/src/github.com/user/hello）去使用它：

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package main //向外展示的包名

import (
	"fmt"

	"github.com/user/stringutil"
)

func main() {
	fmt.Printf(stringutil.Reverse("!oG ,olleH"))
}

来安装 hello 程序时，stringutil 包也会被自动安装。

运行此程序的新版本，你应该能看到一条新的，反向的信息：

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$ hello
Hello, Go!

做完上面这些步骤后，你的工作空间应该是这样的：

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bin/
	hello                 # 可执行命令
pkg/
	linux_amd64/          # 这里会反映出你的操作系统和架构
		github.com/user/
			stringutil.a  # 包对象
src/
	github.com/fallenk/
		hello/
			hello.go      # 命令源码
		stringutil/
			reverse.go       # 包源码

注意 go install 会将 stringutil.a 对象放到 pkg/linux_amd64 目录中，它会反映出其源码目录。 这就是在此之后调用 go 工具，能找到包对象并避免不必要的重新编译的原因。 linux_amd64 这部分能帮助跨平台编译，并反映出你的操作系统和架构。

Go的可执行命令是静态链接的；在运行Go程序时，包对象无需存在。

包名

Go源文件中的第一个语句必须是

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package 名称

这里的 **名称** 即为导入该包时使用的默认名称。 （一个包中的所有文件都必须使用相同的 **名称**。）

Go的约定是包名为导入路径的最后一个元素：作为 “crypto/rot13” 导入的包应命名为 rot13。

可执行命令必须使用 package main。

链接成单个二进制文件的所有包，其包名无需是唯一的，只有导入路径（它们的完整文件名） 才是唯一的。

共多关于Go的命名约定见 实效Go编程。

测试

Go拥有一个轻量级的测试框架，它由 go test 命令和 testing 包构成。

你可以通过创建一个！名字以 _test.go 结尾的，包含名为 TestXXX 且签名为 func (t *testing.T) 函数的文件来编写测试。 测试框架会运行每一个这样的函数；若该函数调用了像 t.Error 或 t.Fail 这样表示失败的函数，此测试即表示失败。

我们可通过创建文件 $GOPATH/src/github.com/fallenk/stringutil/reverse_test.go 来为 stringutil 添加测试，其内容如下：

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package stringutil

import "testing"

func TestReverse(t *testing.T) {
	cases := []struct {
		in, want string
	}{
		{"Hello, world", "dlrow ,olleH"},
		{"Hello, 世界", "界世 ,olleH"},
		{"", ""},
	}
	for _, c := range cases {
		got := Reverse(c.in)
		if got != c.want {
			t.Errorf("Reverse(%q) == %q, want %q", c.in, got, c.want)
		}
	}
}

接着使用 go test 运行该测试：

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$ go test github.com/user/stringutil
ok  	github.com/user/stringutil 0.165s

同样，若你在包目录下运行 go 工具，也可以忽略包路径

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$ go test
ok  	github.com/user/stringutil 0.165s

更多详情可运行 go help test 或从 testing 包文档 中查看。

远程包

像Git或Mercurial这样的版本控制系统，可根据导入路径的描述来获取包源代码。go 工具可通过此特性来从远程代码库自动获取包。例如，本文档中描述的例子也可存放到Google Code上的Mercurial仓库 code.google.com/p/go.example 中，若你在包的导入路径中包含了代码仓库的URL，go get 就会自动地获取、 构建并安装它：

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$ go get github.com/golang/example/hello
$ $GOPATH/bin/hello
Hello, Go examples!

若指定的包不在工作空间中，go get 就会将会将它放到 GOPATH 指定的第一个工作空间内。（若该包已存在，go get 就会跳过远程获取， 其行为与 go install 相同）

在执行完上面的go get 命令后，工作空间的目录树看起来应该是这样的：

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bin/
	hello                 # 可执行命令
pkg/
	linux_amd64/
		code.google.com/p/go.example/
			stringutil.a     # 包对象
		github.com/user/
			stringutil.a     # 包对象
src/
	code.google.com/p/go.example/
		hello/
			hello.go      # 命令源码
		stringutil/
			reverse.go       # 包源码
			reverse_test.go  # 测试源码
	github.com/user/
		hello/
			hello.go      # 命令源码
		stringutil/
			reverse.go       # 包源码
			reverse_test.go  # 测试源码

hello 命令及其依赖的 stringutil 包都托管在Google Code上的同一代码库中。hello.go 文件使用了同样的导入路径约定， 因此 go get 命令也能够定位并安装其依赖包。

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import "github.com/golang/example/stringutil"