#4.4 变量

##4.4.1 介绍

声明变量的一般形式是使用关键字 ***var***： *var identifier type*

值得注意的是，类型是写在要标识的变量之后，着不同去几乎其他任何编程语言。为什么 Go 设计者选择了这个约定？

首先，它消除了像在C语言式声明的一些模糊，如：在写 `int* a, b`；

只有 a 是一个指针，而 b 不是。为了表示他俩都是指针，必须重复星号。（这个主题有一个很长的讨论，详见：<http://blog.golang.org/2010/07/gos-declaration-syntax.html>）

但是在 Go 语言中，他们可以同时声明，如： `var a, b *int`

其次，这样从左到右，便于阅读。

一些例子：

    var a int
    var b bool
    var str string

也可以写成：

    var (
        a int
        b bool
        str string
    )

这种形式主要用于全局变量声明。

当一个变量被声明，根据它的类型自动包含默认值或 null ： int 的默认值为 0，float 的默认值为 0.0，bool 的默认值为 false， string 的默认值为空的字符串`string("")`，指针的默认值为 nil，零值的结构体，等等：

_所有变量在 Go 语言中都初始化._

变量的标识符命名遵循驼峰命名法（以小写字母开头，其后每个单词以大写字母开头），如： numShips，startDate。

但是如果变量要被导出，它必须以大写字母开头（可见性规则 §4.2）。

一个变量（常量，类型，函数）只作用于程序的一定范围，称为作用域。在函数外声明的变量（换句话说在顶层）是全局（或包）变量：他们在整个包内都是可见的。

在函数内声明的变量有本地作用范围：只能在函数内被调用，参数和返回值也一样。在第 5 章将遇到控制语句如 if 和 for；一个变量在这样的机构中被定义也只能在它内部被调用（构造范围）。大多数情况你可以将作用域理解为代码块（被`{ }`包围）内的变量声明。

当然，标识符必须唯一，在一个代码块中的一个标识符可以在它的内部代码块中重新声明：在这个代码块（惟独这里）内，重新声明名称相同的变量有更高的优先级，请小心使用，以避免 subtle 错误（见§16.1）。

变量可以在编译期得到他们的值（这被称为赋值，并且使用赋值操作符 `=`），当然，这个值在运行时也可以被计算和改变。

例子 

    a = 15
    b = false

一般情况，当变量 a 和变量 b 是相同类型时，变量 b 可以赋值给变量 a 如： `a = b`

声明和赋值（初始化）也可以同时进行，一般的格式如下：

例子：

    var identifier [type] = value
    var a int = 15
    var i = 5
    var b bool = false
    var str string = “Go says hello to the world!”

但是 Go 编译器足够智能得从一个变量的值推导出他的类型（动态的，也被称为动态类型推断，有点像脚本语言 Python 和 Ruby，但是只在运行时执行），所以如下的形式（忽略类型）也是正确的：

    var a = 15
    var b = false
    var str = “Go says hello to the world!”

或者 

    var (
        a = 15
        b = false
        str = “Go says hello to the world!”
        numShips = 50
        city string
    )

当你想使变量的类型与推断不同时，这仍然是有用的，如：`var n int64 = 2`

但是一个表达式如 `var a` 是不正确的，因为编译器没有 a 的类型线索。变量也可以在运行时计算表达式，如：

    var (
        HOME = os.Getenv("HOME")
        USER = os.Getenv("USER")
        GOROOT = os.Getenv("GOROOT")
    )

这个 var 的语法主要用于全局级和包级，在函数中，它被这个短声明语法 `:=` 代替（见 § 4.4）。

下面这个例子展示了程序运行在那种操作系统上。它有一个本地的 string 变量调用 Getenv 函数（这用来取得环境变量）来自 os 包。

Listing 4.5—[goos.go](examples/chapter_4/goos.go):

    package main
    import (
        "fmt"
        "os"
    )
    func main() {
        var goos string = os.Getenv("GOOS")
        fmt.Printf("The operating system is: %s\n", goos)
        path := os.Getenv("PATH")
        fmt.Printf("Path is %s\n", path)
    }

本例的输出根据本地环境变量的值，可能是： `The operating system is: windows`，或 `The operating system is: linux` 等。

这里的 Printf 被用于格式化输出（见 § 4.4.3）。

## 4.4.2 Value types and reference types

内存在计算机程序看来，好比一堆箱子（也就是我们将如何写入它们），叫做单词写入。以目前的操作系统开发而言，所有单词具有相同的长度为32位（4字节）或64位（8字节）;所有词都有确定的*内存地址*（以十六进制数表示）。

所有变量的基本（原始）类型，如int，float，bool，string，... 都是*值类型*，它们直接指向其内存中的值：

![](images/4.4.2_fig4.1.jpg?raw=true)

此外复合类型如数组（见第 7 章）和结构体（见第 10 章）也都是值类型。

当使用 `=` 将一个类型的值赋值给另一个变量：**j = i**，i的原始值的副本拷贝到内存中。

![](images/4.4.2_fig4.2.jpg?raw=true)

变量i的内存地址是＆i（见 §4.9），例如：这可能是0xf840000040。值类型的变量在栈中存储。

内存地址根据机器的不同会有所不同，甚至相同的程序在不同的机器上执行也会不同，因为每台机器可能有不同的存储器布局，并且位置分配也可能不同。

更复杂的数据类型，通常需要几个单词被视为引用类型。

一个引用类型的变量 r1 包含内存位置的地址（一个号码），这个地址存储着 r1 的值（或者是它的值的第一个词）

![](images/4.4.2_fig4.3.jpg?raw=true)

这个地址被叫做指针（这与写值不同，更多详情见 § 4.9）也只包含一个单词。

同一个引用类型指针指向不同的单词可以是连续的内存地址（内存布局被想成连续的）对计算来说是最有效的存储；或者这个词可以扩展，一个指向另一个。

当分配 r2 = r1， 只有引用（地址）被复制。

如果 r1 的值改变了，所有引用这个值（如 r1 和 r2）都指向了更改的内容。

在 Go 语言中，指针（见 § 4.9）是引用类型，slices（见第 7 章），maps（见第 7 章）和 channels （见第 13 章）也是引用类型。所引用的变量存储在堆中，进行垃圾收集，相比栈，有更大的内存空间。

## 4.4.3 打印

函数 Printf 在 fmt 包外也是可见的，因为它以大写字母 P 开头，主要用于打印输出到控制台。通常使用的格式化字符串作为第一个参数：

    func Printf(format string, list of variables to be printed)

在 Listing 4.5 中，格式化字符串为： **"The operating system is: %s\n"**

这个格式化字符串含有一个或更多的格式化标识符 `%..`， `..` 表示可以替换不同的值，如 **%s** 代表一个字符串值。**%v** 标识默认的格式化标识符。这些标识符的值从逗号之后顺序排列，如果有超过1个，它们之间用逗号分隔。这些 ％ 占位符的格式可以精细控制。

函数 **fmt.Sprintf** 与 **Printf** 的行为完全相同。但是只简单的返回格式化后的字符串：所以可以在你的程序中使用字符串包含变量值使用（例子，见 Listing 15.4-simple_tcp_server.go）。

函数 **fmt.Print** 和 **fmt.Println** 表现完全自动化使用格式化标识符 **%v** 进行格式化，在每个参数后添加空格，后者在最后添加一个换行符。所以 **fmt.Print("Hello:", 23)** 将输出：**Hello: 23**

## 4.4.4 简短形式，使用 := 赋值操作符

忽略类型，关键字 var 在 § 4.4.1 最后一段中是非常多于的，我们可以简写为：**a := 50** 或 **b := false**。

a 和 b 的类型（int 和 bool）将被编译器推断出。

这是首选形式，但它只能在*函数内部使用，而不是在包的范围*。 操作符 := 将有效地创建一个新的变量，它也被称为初始化声明。

*提醒*：如果在这行之后写相同的代码块，如我们声明 a := 20，这是不允许的：编译器会给出错误提示 “**no new variables on left side of :=**”；但 a = 20 是可以的，因为这是给相同的变量一个新的值。

一个变量 a 被使用，但是没有定义，会得到一个编译错误：**undefined: a**

声明一个*本地*变量，但是不使用它，也会得到编译错误；如变量 a 在如下的 main 函数中：

    func main() {
        var a string = "abc"
        fmt.Println(“hello, world”)
    }

将得到错误：**a declared and not used**

当然，设置 a 的值也不是足够的，这个值必须被使用，所以 **fmt.Println("hello, world", a)** 会移除错误。

但是全局变量是允许这样的。

其他的简短形式为：

同一类型的多个变量可以声明在一行，如：**var a, b, c int**

(这是类型写在标识符后面的重要原因)

多变量可以在同一行进行赋值，如：**a, b, c = 5, 7, "abc"**

这假设了变量 a，b 和 c 都被声明了，否则应这样：**a, b, c := 5, 7, "abc"**

右边的这些值以相同的顺序赋值给左边的变量，所以 a 的值是 5， b 的值是 7，c 的值是  "abc"。

这被称为*并行或同时赋值*。

使用两个变量，它可以被用来执行交换的值：**a, b = b, a**

(在 Go 语言，这样省去了使用交换函数的必要)

空标识符 _ 也被用于扔掉值，如值 5 在：**_, b = 5, 7** 被扔掉。 

_ 实际上是一个只写变量，你不能得到它的值。这样做是因为一个声明的变量必须在 Go 语言中必须被使用，但有时你并不需要使用从一个函数得到的所有返回值。

多赋值也被用于当一个函数返回多于一个值，如这里 val 和一个错误 err 被 Func1 这个函数返回：**val, err = Func1(var1)**

## 4.4.5 初始函数

除了在全局声明中初始化，变量也可以在一个 init() 函数中初始化。这是一个特殊的函数名称 init()，它不能被调用，但在 package main 中自动在 main() 函数之前，或者自动在导入含有该函数的包之前执行。

每一个源文件都可以包含且只包含一个 init() 方法。初始化总是单线程的，并且包依赖关系保证其正确的执行顺序。

一个可能的用途是在真正执行之前，检验或修复程序状态的正确性。

例子： Listing 4.6—[init.go](examples/chapter_4/init.go):

    package trans
    import "math"
    var Pi float64
    func init() {
        Pi = 4 * math.Atan(1) // init() function computes Pi
    }

在它的 init() 函数中，变量 Pi 被计算初始值。

程序在 Listing 4.7 [user_init.go](examples/chapter_4/user_init.go) 中导入了包 trans （在相同的路径中） 并且使用 Pi：

    package main
    import (
        "fmt"
        "./trans"
    )
    var twoPi = 2 * trans.Pi
    func main() {
        fmt.Printf("2*Pi = %g\n", twoPi) // 2*Pi = 6.283185307179586
    }

init() 函数也经常被用在当一个程序开始之前，一个 backend() goroutine 需要被执行，如：

    func init() {
        // setup preparations
        go backend()
    }

*练习*：推断以下程序的输出，并解释你的答案，然后编译并执行它们。

练习 4.1: [local_scope.go](examples/chapter_4/local_scope.go):

    package main
    var a = "G"
    func main() {
        n()
        m()
        n()
    }
    func n() { print(a) }
    func m() {
        a := "O"
        print(a)
    }

练习 4.2: [global_scope.go](examples/chapter_4/global_scope.go):

    package main
    var a = "G"
    func main() {
        n()
        m()
        n()
    }
    func n() {
        print(a)
    }
    func m() {
        a = "O"
        print(a)
    }

练习 4.3: [function_calls_function.go](examples/chapter_4/function_calls_function.go)

    package main
    var a string
    func main() {
        a = "G"
        print(a)
        f1()
    }
    func f1() {
        a := "O"
        print(a)
        f2()
    }
    func f2() {
        print(a)
    }


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