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1.2. 命令行參數
大多數的程序都是處理輸入,產生輸齣;這也正是“計算”的定義。但是一個程序要如何獲取輸入呢?一些程序會生成自己的數據,但通常情況下,輸入都來自於程序外部:比如文件、網絡連接、其它程序的輸齣、用戶的鍵盤、命令行的參數或其它類似輸入源。下面幾個例子會討論其中的一些輸入類型,首先是命令行參數。
os這個package提供了操作繫統無關(跨平檯)的,與繫統交互的一些函數和相關的變量,運行時程序的命令行參數可以用一個叫os包中的Args這個變量來獲取;在外部需要使用該變量時,需要用os.Args來訪問。
os.Args這個變量是一個字符串(string)的slice,slice在go語言裡是一個基礎的數據結構,之後我們很快會提到。現在可以先把slice當一個簡單的元素序列,可以用類似s[i]的下標訪問形式獲取其內容,並且可以用形如s[m:n]的形式來獲取到一個slice的子集(譯註:和python裡的差不多)。其長度可以用len(s)函數來獲取。和其它大多數語言差不多,go語言裡的這種索引形式也採用了開區間,包括m~n的第一個元素,但不包括最後那個元素(譯註:比如a = [1, 2, 3, 4, 5], a[0: 3] =[1, 2, 3],不包含最後一個元素)。這樣可以簡化我們的邏輯。比如s[m:n]這個slice,0 ≤ m ≤ n ≤ len(s),包含n-m個元素。
os.Args的第一個元素,卽os.Args[0]是命令行執行時的命令本身;其它的元素則是執行該命令時傳給這個程序的參數。前面提到的切片表達式,s[m:n]會返迴第m到第n-1個元素,所以下一個例子裡需要用到的os.Args[1:len(os.Args)]卽是除了命令本身外的所有傳入參數。如果我們省略s[m:n]裡的m和n,那麽默認這個表達式會填入0:len(s),所以這裡我們還可以省略掉n,寫os.Args[1:]。
下面是一個Unix裡echo命令的實現,這個命令會在單行內打印齣命令行參數。這個程序import了兩個package,並且用括號把這兩個package包了起來,這是分別import各個package聲明的簡化寫法。當然了你分開來寫import也沒有什麽問題,隻是一般爲了方便我們都會像下面這樣來導入多個package。我們自己寫的導入順序並不重要,因爲gofmt工具會幫助我們按照字母順序來排列好這些導入包名。(本書中如果一個例子有多種版本時,我們會用編號標記齣來)
gopl.io/ch1/echo1
// Echo1 prints its command-line arguments.
package main
import (
"fmt"
"os"
)
func main() {
var s, sep string
for i := 1; i < len(os.Args); i++ {
s += sep + os.Args[i]
sep = " "
}
fmt.Println(s)
}
Go裡的註釋是以//來表示。//後的內容一直到行末都是這條註釋的一部分,並且這些註釋會被編譯器忽略。
按照慣例,我們會在每一個package前面放上這個package的詳儘的註釋對其進行說明;對於一個main package來說,一般這段評論會包含幾句話來說明這個項目/程序整體是做什麽用的。
var關鍵字用來做變量聲明。這裡聲明了s和sep兩個string變量。變量可以在聲明期間直接進行初始化。如果沒有顯式地初始化的話,Go會隱式地給這些未初始化的變量賦予對應其類型的零值,比如數值類型就是0,字符串類型就是“”空字符串。在這個例子裡的s和sep被隱式地賦值爲了空字符串。在第2章中我們會更詳細地講解變量和聲明。
對於數字類型,Go語言提供了常規的數值計算和邏輯運算符。而對於string類型,+號表示字符串的連接(譯註:和C++或者js是一樣的)。所以下面這個表達式:
sep + os.Args[i]
表示將sep字符串和os.Args[i]字符串進行連接。我們在程序裡用的另外一個表達式:
s += sep + os.Args[i]
會將sep與os.Args[i]連接,然後再將得到的結果與s進行連接,這種方式和下面的表達是等價的:
s = s + sep + os.Args[i]
運算符+=是一個賦值運算符(assignment operator),每一種數值和邏輯運算符,例如*或者+都有其對應的賦值運算符。
echo程序可以每循環一次輸齣一個參數,不過我們這裡的版本是不斷地將其結果連接到一個字符串的末尾。s這個字符串在聲明的時候是一個空字符串,而之後循環每次都會被在末尾添加一段字符串;第一次迭代之後,一個空格會被插入到字符串末尾,所以每插入一個新值,都會和前一個中間有一個空格隔開。這是一種非綫性的操作,當我們的參數數量變得龐大的時候(當然不是說這裡的echo,一般echo也不會有太多參數)其運行開銷也會變得龐大。下面我們會介紹一繫列的echo改進版,來應對這裡說到的運行效率低下。
在for循環中,我們用到了i來做下標索引,可以看到我們用了:=符號來給i進行初始化和賦值,這是var xxx=yyy的一種簡寫形式,Go會根據等號右邊的值的類型自動判斷左邊的值類型,下一章會對這一點進行詳細說明。
自增表達式i++會爲i加上1;這個i += 1以及i = i + 1都是等價的。對應的還有i--是給i減去1。這些在go語言裡是語句,而不像C繫的其它語言裡是表達式。所以在Go語言裡j = i++是非法的,而且++和--都隻能放在變量名後面,因此--i也是非法的。
在Go語言裡隻有for循環一種循環。當然了爲了滿足需求,Go的for循環有很多種形式,下面是其中的一種:
for initialization; condition; post {
// zero or more statements
}
這裡需要註意,for循環的兩邊是不需要像其它語言一樣寫括號的。並且左大括號需要和for語句在同一行。
initialization部分是可選的,如果你寫了這部分的話,在for循環之前這部分的邏輯會被執行。需要註意的是這部分必鬚是一個簡單的語句,也就是說是一個簡短的變量聲明,一個賦值語句,或是一個函數調用。condition部分必鬚是一個結果爲boolean值的表達式,在每次循環之前,語言都會檢査當前是否滿足這個條件,如果不滿足的話便會結束循環;post部分的語句則是在每次循環結束之後被執行,之後conditon部分會在下一次執行前再被執行,依此往復。當condition條件裡的判斷結果變爲false之後,循環卽結束。
上面提到是for循環裡的三個部分都是可以被省略的,如果你把initialization和post部分都省略的話,那麽連中間隔離他們的分號也是可以被省略的,比如下面這種for循環,就和傳統的while循環是一樣的:
// a traditional "while" loop
for condition {
// ...
}
當然了,如果你連唯一的條件都省了,那麽for循環就會變成一個無限循環,像下面這樣:
// a traditional infinite loop
for {
// ...
}
在無限循環中,你還是可以靠break或者return來終止掉循環。
如果你的遍曆對象是string或者slice裡的值的話,還有另外一種循環的寫法,我們來看看另一個版本的echo:
gopl.io/ch1/echo2
// Echo2 prints its command-line arguments.
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
s, sep := "", ""
for _, arg := range os.Args[1:] {
s += sep + arg
sep = " "
}
fmt.Println(s)
}
每一次循環迭代,range都會返迴一對結果;當前迭代的下標以及在該下標處的元素的值。在這個例子裡,我們不需要這個下標,但是因爲range的處理要求我們必鬚要同時處理下標和值。我們可以在這裡聲明一個接收index的臨時變量來解決這個問題,但是go語言又不允許隻聲明而在後續代碼裡不使用這個變量,如果你這樣做了編譯器會返迴一個編譯錯誤。
在Go語言中,應對這種情況的解決方法是用空白標識符,對,就是上面那個下劃綫_。空白標識符可以在任何你接收自己不需要處理的值時使用。在這裡,我們用他來忽略掉range返迴的那個沒用的下標值。大多數的Go程序員都會像上面這樣來寫類似的os.Args遍曆,可以避免錯誤的下標引用。(這裡可能有翻譯錯,附上原文) Most Go programmers would likely use range and _ to write the echo program as above, since the indexing over os.Args is implicit, not explicit, and thus easier to get right.
上面這個版本將s和sep的聲明和初始化都放到了一起,但是我們可以等價地將聲明和賦值分開來寫,下面這些寫法都是等價的
s := ""
var s string
var s = ""
var s string = ""
那麽這些等價的形式應該怎麽做選擇呢?這裡提供一些建議:第一種形式,最好隻用在一個函數內部,而package級別的變量,請不要使用這樣的聲明方式。第二種形式依賴於string類型的內部初始化機製,被初始化爲空字符串。第三種形式使用得很少,除非同時聲明多個變量。第四種形式會顯式地標明變量的類型,在多變量同時聲明時可以用到。實踐中你應該隻使用上面的前兩種形式,顯式地指定變量的類型,讓編譯器自己去初始化其值,或者直接用隱式初始化,表明初始值怎麽樣並不重要。
像上面提到的,每次循環中字符串s都會得到一個新內容。+=語句會分配一個新的字符串,並將老字符串連接起來的值賦予給它。而目標字符串的老字面值在得到新值以後就失去了用處,這些臨時值會被go的垃圾收集器乾掉。
如果不斷連接的數據量很大,那麽上面這種操作就是成本非常高的操作。更簡單並且有效的一種方式是使用字符串的Join函數,像下面這樣:
gopl.io/ch1/echo3
func main() {
fmt.Println(strings.Join(os.Args[1:], " "))
}
最後,如果我們對輸齣的格式也不是很關心,隻是想簡單地輸齣值得的話,還可以像下面這麽寫,Println函數會爲我們自動格式化輸齣。
fmt.Println(os.Args[1:])
這個輸齣結果和前面的string.Join得到的結果很相似,隻是被自動地放到了一個括號裡,對slice調用Println函數都會被打印成這樣形式的結果。
下面是幾道練習題:
Exercise 1.1:脩改echo程序,使其能夠打印os.Args[0]。
Exercise 1.2:脩改echo程序,使其打印value和index,每個value和index顯示一行。
Exercise 1.3:上手實踐前面提到的strings.Join和直接Println,並觀察輸齣結果的區別。