Go：函数

函数

函数声明

func name(parameter-list) (result-list) { body }

• 函数声明包含函数名、形参列表、可选的返回列表以及函数体 。形参列表指定由调用者传递的变量参数名和类型；返回列表指定函数返回值类型 ，无返回值或返回未命名值时，返回列表括号可省略 。

func hypot(x, y float64) float64 {return  math.Sqrt(x * x + y * y)
}

• hypot函数：func hypot(x, y float64) float64 ，x和y是形参，调用时如hypot(3, 4) ，3和4是实参 ，函数返回float64类型值 。

func f(i, j, k int, s, t string)
func f(i int, j int, k int, s string, t string)

• 形参和返回值的简写：若多个形参或返回值类型相同，类型只需写一次 ，上述两种情况等价 。

func add(x int, y int) int 	   { return x + y }
func sub(x, y int) (z int)	   { z = x - y; return }
func first(x int, _ int) int   { return x }
func zero(int, int) int 	   { return 0 }

• 函数声明的多种方式：声明带两个形参和一个返回值（变量均为int类型 ）的 4 种方式 ，包括常规写法和形参未使用时用空白标识符的写法 。

类型与签名

• 函数的形参列表和返回列表构成函数签名 ，当两个函数形参列表和返回列表相同，就认为它们类型或签名相同 ，形参和返回值名字、简写方式不影响函数类型 。

调用规则

• 调用函数需按顺序提供与形参对应的实参 ，Go 语言无默认参数值，不能指定实参名 。形参是函数最外层局部变量，初始值由实参传递 ，函数形参和命名返回值变量属函数局部作用域 。实参按值传递，函数接收实参副本 ，但当实参为引用类型（指针、slice、map 等 ）时，函数可能间接修改实参变量 。

特殊的函数声明

• 有些函数声明无函数体，意味着该函数用 Go 以外语言实现 ，如package math中的func Sin(x float64) float64 ，Sin函数使用汇编语言实现 。

递归

• 函数可递归调用，即直接或间接调用自身 ，能处理具有递归特性的数据结构 。

package mainimport ("fmt""os""golang.org/x/net/html"
)func main() {doc, err := html.Parse(os.Stdin)if err != nil {fmt.Fprintf(os.Stderr, "findlinks1: %v\n", err)os.Exit(1)}for _, link := range visit(nil, doc) {fmt.Println(link)}
}func visit(links []string, n *html.Node) []string {if n.Type == html.ElementNode && n.Data == "a" {for _, a := range n.Attr {if a.Key == "href" {links = append(links, a.Val)}}}for c := n.FirstChild; c != nil; c = c.NextSibling {links = visit(links, c)}return links
}

• findlinks1程序：查找 HTML 超链接的递归实现。主函数从标准输入读入 HTML ，调用递归函数visit获取超链接 。visit函数遍历 HTML 树节点，当节点是元素节点且有a标签属性时，提取href属性值添加到字符串 slice ，并递归访问子节点 ，最后输出找到的所有超链接 。可将fetch程序输出定向到findlinks1 ，获取网页超链接 。

• 使用：

go build .\ch1\fetch\     
go build .\ch5\findlinks1\
.\fetch.exe https://baidu.com | .\findlinks1.exe
http://news.baidu.com
http://www.hao123.com
http://map.baidu.com
http://v.baidu.com
http://tieba.baidu.com
//www.baidu.com/more/
http://home.baidu.com
http://ir.baidu.com
http://www.baidu.com/duty/
http://jianyi.baidu.com/

package mainimport ("fmt""os""golang.org/x/net/html"
)func main() {doc, err := html.Parse(os.Stdin)if err != nil {fmt.Fprintf(os.Stderr, "outline: %v\n", err)os.Exit(1)}outline(nil, doc)
}func outline(stack []string, n *html.Node) {if n.Type == html.ElementNode {stack = append(stack, n.Data)fmt.Println(stack)}for c := n.FirstChild; c != nil; c = c.NextSibling {outline(stack, c)}
}

• outline程序：输出 HTML 文档结构的递归实现。使用递归遍历 HTML 文本节点树并输出结构 。outline函数遇到元素节点时将标签压入栈并输出栈内容，然后递归访问子节点 。递归过程中栈的副本传递，被调函数对栈操作不影响调用者原栈 。通过该程序可查看如https://baidu.com页面的 HTML 结构 。

递归栈

• 许多编程语言栈长度固定（64KB - 2MB ），深度递归可能栈溢出 。Go 语言使用可变长度栈，上限可达 1GB 左右 ，能安全使用递归 。

多返回值

• Go 语言中函数可返回多个结果 ，常见于标准包内函数返回计算结果与错误值、表示函数调用是否正确的布尔值等情况 。

func findlinks(url string) ([]string, error) {resp, err := http.Get(url)if err != nil {return nil, err}if resp.StatusCode != http.StatusOK {resp.Body.Close()return nil, fmt.Errorf("getting %s: %s", url, resp.Status)}doc, err := html.Parse(resp.Body)resp.Body.Close()if err != nil {return nil, fmt.Errorf("parsing %s as HTML: %v", url, err)}return visit(nil, doc), nil
}

• findLinks函数：findLinks函数发起 HTTP GET 请求，解析返回的 HTML 页面并返回所有链接 ，声明为func findLinks(url string) ([]string, error) 。
• 实现：函数中先发起请求，若请求出错直接返回错误；若状态码非http.StatusOK ，关闭响应体并返回错误 ；接着解析 HTML ，若解析出错也返回错误 ；成功时返回链接 slice 和空错误值 。要确保响应体resp.Body正确关闭以释放网络资源 。

调用与处理

• 变量赋值：调用多返回值函数时，调用者需显式将返回值赋给变量 ，如links, err := findLinks(url) ，也可忽略某个返回值，用空白标识符_ ，如links, _ := findLinks(url) 。

• 嵌套调用：多返回值可用于调用另一个多值返回的函数 ，如findLinksLog函数在findLinks基础上增加记录参数的动作 。多值调用还可作为实参传递给有多个形参的函数 ，方便调试 。

• 命名返回值：函数可定义命名返回值 ，这些变量在函数内初始化为对应类型零值 ，可省略return语句操作数 ，称为裸返回 。裸返回虽能减少代码重复，却可能使代码可读性变差，应谨慎使用 。

错误

• 有些函数总是能成功返回结果，如strings.Contains和strconv.FormatBool ，对所有可能参数都有定义好的返回 ，即使存在内存耗尽等极端情况，其错误表现和起因复杂且恢复渺茫 。
• 部分函数符合前置条件就能成功返回，如time.Date ，但参数不当会导致宕机 。
• 还有很多函数受外部因素影响，不能保证一定成功返回，如 I/O 操作函数 ，这些地方是错误处理的重点 。

返回方式

• 函数调用发生错误时，习惯将错误值作为最后一个结果返回 。若错误情况单一，结果常设为布尔类型 ，如cache.Lookup ，成功返回值和true ，键不存在返回false 。对于 I/O 等操作，错误原因多样，返回类型常为error 。

error 类型

• error是内置接口类型 ，一个错误可能为空值（表示成功 ）或非空值（表示失败 ） ，非空错误类型有错误消息字符串 ，可通过Error方法或fmt.Println 、fmt.Printf输出错误消息 。

错误处理原则

• 当函数返回非空错误时，其他结果通常无定义应忽略 ，但有些函数出错时会返回部分可用结果 ，调用者应先处理错误 。Go 语言通过普通返回值报告错误 ，而非异常机制（Go 语言异常仅针对程序 bug 导致的预料外错误 ） ，使用常规控制流（如if和return ）处理错误 ，虽要求更谨慎，但这是设计要点 。

错误处理策略

1. 传递错误

当函数调用返回错误时，将错误直接传递给调用者 。如findLi nks函数中，http.Get失败时直接返回错误 ；html.Parse失败时，构建包含相关信息的新错误消息再返回 。设计错误消息要慎重，包含充足相关信息且保持一致 ，像os包的文件操作函数返回的错误就包含文件名字等信息 。

2. 重试操作

对于不固定或不可预测的错误，在短时间间隔后重试 。如WaitForServer函数尝试连接 URL 对应的服务器 ，设置超时时间，在规定时间内多次重试 ，超过重试次数和限定时间后报错退出 。

3. 输出错误并停止程序

若错误无法顺利解决，输出错误信息后优雅停止程序 。一般库函数将错误传递给调用者，主程序部分可处理错误并停止 ，可使用log.Fatalf实现，也可自定义日志输出格式 。

4. 记录错误并继续运行

在一些错误情况下，仅记录错误信息，程序继续运行 。可使用log包记录日志，也可直接输出到标准错误流 。

5. 忽略错误

在某些特殊情况（如操作系统会周期性清理临时目录 ）下，直接忽略错误 。但有意忽略错误时要清楚逻辑后果，函数错误处理通常在开头检查并返回错误，再执行实际函数体 。

文件结束标识

当从文件读取数据时，若要读取的字节数为文件长度，任何错误都代表操作失败 ；若反复读取固定大小数据块直到文件耗尽，就需区分读取到文件尾和遇到其他错误的情况 。

io.EOF的定义

• io包中定义了io.EOF ，用于表示由文件结束引起的读取错误 ，其定义为var EOF = errors.New("EOF") ，即当没有更多输入时返回 。

io.EOF的使用

in := bufio.NewReader(os.Stdin)
for {r, _, err := in.ReadRune()if err == io.EOF {break}if err != nil {return fmt.Errorf("read failed: %v", err)}// ...使用r
}

• 使用bufio.Reader的ReadRune方法读取 ，当err == io.EOF时表示读取到文件结束 ，退出循环 ；若err != nil则表示其他错误 ，返回错误信息 。io.EOF有固定错误消息 ，而对于其他错误 ，可能需要更多错误本质原因和数量信息 。

函数变量

func square(n int) int { return n * n }f := squeare
fmt.Println(f(3))

函数在 Go 语言中是头等重要的值 ，函数变量有类型 ，可赋值给变量、传递或从其他函数返回 ，也能像普通函数一样调用 。函数类型零值是nil ，调用nil函数会导致宕机 ，函数变量可与nil比较，但函数变量本身不可相互比较，也不能作为map键值 。

func add1(r rune) rune { return r + 1 }fmt.Println(strings.Map(add1, "Admix")) // "Benjy"

以strings.Map为例，它对字符串每个字符应用一个函数并连接结果 ，如add1函数配合strings.Map实现对字符串中字符的操作 。

匿名函数

• 命名函数在包级别作用域声明，匿名函数则可在表达式内定义 ，无函数名称 ，像函数字面量 。如strings.Map调用时可直接定义匿名函数 。

func squares() func() int {var x intreturn func() int {x++return x * x}
}func main() {f := squares()fmt.Println(f()) // 1fmt.Println(f()) // 4 fmt.Println(f()) // 9 fmt.Println(f()) // 16
}

• 匿名函数能获取整个词法环境 ，以squares函数为例，它返回一个匿名函数 ，该匿名函数可引用并修改外层函数的局部变量x ，每次调用返回x的平方并递增x ，体现了函数变量可拥有状态 ，这种函数类型称为引用类型 ，且函数变量因闭包原因无法比较 。

警告：捕获迭代变量

var rmdirs []func()
for _, dir :=  range tempDirs() {dir := dir // 声明内部 dir，并以外部dir初始化os.MkdirAll(dir, 07555)rmdirs = append(rmdirs, func() {os.RemoveAll(dir)})
}// ...处理for _, rmdir := range rmdirs {rmdir() // 清理
}

问题示例

以创建并删除一系列目录为例 ，代码中使用包含函数变量的 slice 进行清理操作 。若在for - range循环中直接使用循环变量dir创建匿名函数 ，会出现问题 。因为循环变量dir在循环引入的块作用域内声明 ，循环内创建的所有函数变量共享该变量的存储位置 ，其值在迭代中不断更新 。当调用清理函数时，dir已被更新多次 ，实际取值是最后一次迭代的值 ，导致所有os.RemoveAll调用都试图删除同一个目录 。

解决方法

为避免此问题，可在循环内引入一个新的局部变量 ，将循环变量赋值给它 ，如dir := dir ，相当于创建一个副本 ，这样每个匿名函数捕获的是不同的变量值 。

变长函数

func sum(vals ...int) int {total := 0for _, val := range vals {total += val}return total
}

变长函数在调用时可接受可变数量的参数 ，在参数列表最后的类型名称前使用省略号 “…” 声明 。如func sum(vals ...int) int ，在函数体内vals是int类型的 slice ，可接收任意数量的int参数 。

调用方式

• 可直接传递多个参数调用 ，如sum(1, 2, 3, 4) 。
• 当实参已存在于 slice 中时，在最后一个参数后面放省略号调用 ，如values := []int{1, 2, 3, 4}; sum(values...) 。变长函数类型与带普通 slice 参数的函数类型不同 。

func errorf(linenum int, format string, args ..interface{}) {fmt.Fprintf(os.Stderr, "Line %d: ", linenum)fmt.Fprintf(os.Stderr, format, args...)fmt.Fprintln(os.Stderr)
}

常用于格式化字符串 ，以errorf函数为例 ，它构建格式化错误消息 ，第一个参数为行号 ，第二个参数为格式字符串 ，后面可变参数为interface{}类型 ，可接受任意值 。

延迟函数调用

func title(url string) error {resp, err :=  http.Get(url)if err != nil {return err}defer resp.Body.Close();// ...return nil
}

在处理网络请求和资源释放时 ，存在重复调用resp.Body.Close()来关闭网络连接的情况 。随着函数逻辑变复杂 ，这种重复操作会带来维护问题 ，defer机制可简化此类工作 。

• 语法：defer语句是在普通函数或方法调用前加上defer关键字 ，函数和参数表达式在语句执行时求值 。
• 执行规则：无论函数正常执行完（遇到return语句 ）还是发生宕机等异常情况 ，defer调用都推迟到函数结束时执行 ，且按调用defer语句顺序的倒序执行 ，defer语句使用次数无限制 。

应用场景

func ReadFile(filename string) ([]btye, error) {f, err := os.Open(filename)if err != nil {return nil, err}defer.Close()return ReadAll(f)
}var mu sync.Mutex
var m  = make(map[string]int)
func lookup(key string) int {mu.lock()defer mu.unlock()return m[key]
}

• 资源管理：用于成对操作 ，如打开和关闭文件（io/ioutil包中ReadFile函数使用defer关闭文件 ）、连接和断开网络连接（title函数中用defer resp.Body.Close()关闭响应体 ）、加锁和解锁（sync.Mutex相关操作 ）等 ，确保资源在任何情况下都能正确释放 。

func bigSlowOperation() {defer trace("bigSlowOperation")()// ...timeSleep(10 * time.Second)
}func trace(msg string) func() {start := time.Now()log.Printf("enter %s", msg)return func { log. Printf("exit %s (%s)", msg, time.Since(start)) }
}

• 函数调试：在复杂函数 “入口” 和 “出口” 设置调试行为 ，如bigSlowOperation函数配合trace函数 ，记录进入和退出函数的时间及时间差 。

func double(x int) (result int) {defer func() { fmt.Printf("double(%d) = %d\n", x, result) }()return x + x
}

func triple(x int) (result int) {defer func() { result += x }return double(x)
}

• 修改返回结果：延迟执行的匿名函数可更新函数结果变量 ，如double和triple函数通过defer语句在返回前输出参数和结果 ，或改变返回给调用者的结果 。

注意事项

for _, filename := range filenames {f, err := os.Open(filename)if err != nil {return err}defer f.Close() // 注意：可能会用尽文件描述符// ...
}// 解决方法
for _, filename := range filenames {if err := doFile(filename); err != nil {return err}
}func doFile(filename string) error {f, err := os.Open(filename)if err != nil {return err}defer f.Close()// ...
}

在循环中使用defer语句要注意 ，若处理完后没关闭文件 ，可能导致资源未正确释放 ，可将循环体（含defer语句 ）放到另一个函数中解决 。

宕机

Go 语言类型系统捕获编译时错误，但运行时数组越界、空指针引用等错误会引发宕机 。宕机发生时，正常程序执行终止，goroutine 中延迟函数执行，程序异常退出并留下日志消息 ，包含宕机值和函数调用栈跟踪信息，可辅助诊断问题 。

主动触发

• 可直接调用内置的panic函数触发宕机 ，如在逻辑上不可能到达的分支 ，或遇到 “不可能发生” 的状况时 。但设置断言检查时需谨慎 ，若无法提供有效错误消息或快速检测错误 ，运行时断言检查无意义 。

使用场景

• 仅在发生严重错误，如与预期逻辑不一致时使用宕机 ，稳健代码应优先处理 “预期的” 错误（如错误输入、配置或 I/O 失败 ） ，通过返回错误值区分 。

func Compile(expr string) (*Regexp,  error) { /*...*/ }
func MustCompile(expr string) *Regexp  {re, err := Compile(expr)if err != nil {panic(err)}return re
}

• 以regexp包为例，regexp.MustCompile是包装函数 ，在编译正则表达式出错时触发宕机 ，方便初始化包级别的正则表达式变量 ，但不应接收不正确的值 。

宕机时延迟函数的执行

• 宕机发生时，所有延迟函数按倒序执行 ，从栈顶函数开始返回至main函数 ，通过示例展示了延迟函数在宕机前后的执行顺序 。

宕机状态恢复

• runtime包提供runtime.Stack等方法 ，可输出函数栈信息 ，辅助诊断错误 ，且函数可从宕机状态恢复至正常运行状态避免程序退出 。

恢复

通常退出程序是处理宕机的方式，但在某些情况下可进行恢复 ，如 Web 服务器遇到未知错误时 ，可先清理状态再汇报错误 。recover函数在延迟函数内部调用 ，能终止当前宕机状态并返回宕机值 ，若在非延迟函数中调用或无宕机发生则返回nil 。

func Parse(input string) (s *Syntax, err error) {defer func() {if p := recover(); p != nil {err = fmt.Errorf("internal error: %v", p)}}()// ...
}

• 以Parse函数为例 ，在延迟函数中使用recover从宕机状态恢复 ，利用宕机值组成错误消息 ，并可结合runtime.Stack包含调用栈信息 ，将错误赋给结果变量返回给调用者 。

func soleTitle(doc *html.Node) (title string, err error) {type  bailout struct{}defer func() {switch p := recover(); p {case nil:// 没有宕机case bailout{}:// "预期的"宕机err = fmt.Errorf("multiple title elements")default:panic(p) // 未知宕机；继续宕机}}()forEachNode(doc, func(n *html.Node)) {if n.Type == html.ElementNode && n.Data == "title" &&n.FirstChild != nil {if title != "" {panic(bailout{})}title = n.FirstChild.Data}}, nil)if title == "" {return "", fmt.Errorf("no title element")}return title, nil
}

• 对于soleTitle函数 ，处理 HTML 文档标题时 ，若文档含多个<title>元素会触发宕机 ，通过延迟函数调用recover ，检查宕机值 。若为特定类型bailout ，返回普通错误；若为其他非空值 ，说明是预料外宕机 ，继续宕机过程 。

原则

• 无差别恢复不可靠 ，因为宕机后包内变量状态可能不明确 ，可能存在数据结构更新错误、资源未关闭或未释放等问题 。
• 一般不应尝试恢复来自其他包或非自己维护代码中的宕机 ，公共 API 应直接报告错误 。如net/http包的 Web 服务器 ，虽可使用recover输出栈跟踪信息后继续工作 ，但存在资源泄露等风险 。
• 最安全做法是选择性使用recover ，可通过明确的非导出类型作为宕机值 ，检测recover返回值是否为此类型来处理宕机 ，不是则继续触发宕机 。

参考资料：《Go程序设计语言》