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Go 函数式编程篇(二):参数传递、变长参数与多返回值

上篇教程我们介绍了 Go 语言中函数的基本定义和调用,其中也涉及到了函数的传参和返回值,只不过那里演示的是最简单的场景,今天我们就更复杂的传参和返回值进行介绍。

传递参数

按值传参

Go 语言默认使用按值传参来传递参数,也就是传递参数值的一个副本:函数接收到传递进来的参数后,会将参数值拷贝给声明该参数的变量(也叫形式参数,简称形参),如果在函数体中有对参数值做修改,实际上修改的是形参值,这不会影响到实际传递进来的参数值(也叫实际参数,简称实参)。

这么说可能你有点懵,我们还是以上篇教程的 add 函数为例进行演示:

func add(a, b int) int  {
    a *= 2
    b *= 3
    return a + b
}

func main()  {
    x, y := 1, 2
    z := add(x, y)
    fmt.Printf("add(%d, %d) = %d\n", x, y, z)  
}

当我们把 xy 变量作为参数传递到 add 函数时(xy 是实参),这两个变量会拷贝出一个副本赋值给 ab 变量作为参数(ab 是形参),因此,在 add 函数中修改 ab 变量的值并不会影响原变量 xy 的值,所以上述代码的输出是:

add(1, 2) = 8

引用传参

如果你想要实现在函数中修改形参值可以同时修改实参值,需要通过引用传参来完成,此时传递给函数的参数是一个指针,而指针代表的是实参的内存地址,修改指针引用的值即修改变量内存地址中存储的值,所以实参的值也会被修改(这种情况下,传递的是变量地址值的拷贝,所以从本质上来说还是按值传参):

func add(a, b *int) int {
    *a *= 2
    *b *= 3
    return *a + *b
}

func main()  {
    x, y := 1, 2
    z := add(&x, &y)
    fmt.Printf("add(%d, %d) = %d\n", x, y, z)
}

此时,上述代码的打印结果如下:

add(2, 6) = 8

在函数调用时,像切片(slice)、字典(map)、接口(interface)、通道(channel)这样的引用类型默认使用引用传参。

这里的按值传参和引用传参和前面指针使用入门中介绍的值拷贝和指针传参是一个意思。

变长参数

所谓变长参数指的是函数参数的数量不确定,可以按照需要传递任意数量的参数到指定函数,合适地使用变长参数,可以让代码更简洁,尤其是输入输出类函数,比如打印函数 fmt.Printf 的参数就是典型的变长参数。

基本定义和传值

接下来,我们来介绍下 Go 函数变长参数的用法。

很简单,只需要在参数类型前加上 ... 前缀,就可以将该参数声明为变长参数:

func myfunc(numbers ...int) {
    for _, number := range numbers {
        fmt.Println(number)
    }
}

这段代码的意思是,函数 myfunc() 接受任意数量的参数,这些参数的类型全部是 int,所以它可以通过如下方式调用:

myfunc(1, 2, 3, 4, 5) 

这种变长参数还支持传递一个 []int 类型的切片,传递切片时需要在末尾加上 ... 作为标识,表示对应的参数类型是变长参数:

slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
myfunc(slice...)
myfunc(slice[1:3]...)

注:形如 ...type 格式的类型只能作为函数的参数类型存在,并且必须是函数的最后一个参数。

之所以支持传入切片,是因为从底层实现原理上看,类型 ...type 本质上是一个切片,也就是 []type,这也是为什么上面的参数 numbers 可以用 for 循环来获取每个传入的参数值。

假如没有 ...type 这样的语法糖,要实现同样的功能,开发者将不得不这么写:

func myfunc2(numbers []int) { 
    for _, number := range numbers { 
        fmt.Println(number) 
    } 
}

从函数的实现角度来看,这没有任何影响,但从调用者角度来说,情形则完全不同:

myfunc2([]int{1, 2, 3, 4, 5})

你会发现,我们不得不加上 []int{} 来构造一个切片实例。但是有了 ...type 这个语法糖,我们就不用自己来处理了。

任意类型的变长参数(泛型)

上面演示的变长参数只支持传递同一类型的任意参数,不过用过 fmt.Printf 函数的同学都知道,我们可以向其中传递任意类型的参数值,可见 Go 语言也可以支持传递任意类型的值作为变长参数,那这又是如何实现的呢?

答案是可以指定变长参数类型为 interface{},下面是 Go 语言标准库中 fmt.Printf() 的函数原型:

func Printf(format string, args ...interface{}) { 
    // ...
}

我们可以参照其实现来自定义一个支持任意类型的变长参数函数:

func myPrintf(args ...interface{}) {
    for _, arg := range args {
        switch reflect.TypeOf(arg).Kind() {
        case reflect.Int:
            fmt.Println(arg, "is an int value.")
        case reflect.String:
            fmt.Printf("\"%s\" is a string value.\n", arg)
        case reflect.Array:
            fmt.Println(arg, "is an array type.")
        default:
            fmt.Println(arg, "is an unknown type.")
        }
    }
}

func main() {
    myPrintf(1, "1", [1]int{1}, true)
}

这里,其实我们要实现的就是一个泛型功能,Go 语言并没有在语法层面提供对泛型的支持,所以目前只能自己这样通过反射和 interface{} 类型实现。

interface{} 是一个空接口,可以用于表示任意类型(后面我们在 Go 语言面向对象编程接口系列中会详细介绍),但是这个范围太泛了,就像 C 语言中的 void 一样,我们根本不知道真正传递进来的参数到底是什么类型的,这在强类型的静态语言中是不能接受的,所以为了保证代码类型安全,需要在运行时通过反射对数据类型进行检查,以便让程序在预设的轨道内运行,避免因为类型问题导致程序崩溃。

该程序最终的输出结果如下:

-w781

多返回值

Go 函数与其他编程语言一大不同之处在于支持多返回值,这在处理程序出错的时候非常有用。例如,如果上述 add 函数只支持非负整数相加,传入负数则会报错,换做是其他语言,我们需要对返回结果做各种判断,以便确保程序在各种情况下的鲁棒性,在 Go 语言中,只需要通过在返回值中多返回一个错误信息即可:

func add(a, b *int) (int, error) {
    if *a < 0 || *b < 0 {
        err := errors.New("只支持非负整数相加")
        return 0, err
    }
    *a *= 2
    *b *= 3
    return *a + *b, nil
}

func main()  {
    x, y := -1, 2
    z, err := add(&x, &y)
    if err != nil {
        fmt.Println(err.Error())
        return
    }
    fmt.Printf("add(%d, %d) = %d\n", x, y, z)
}

如上所示,我们通过 error 指定多返回一个表示错误信息的、类型为 error 的返回值,函数的多个返回值之间可以通过逗号分隔,并且在最外面通过圆括号包起来。由于 add 函数不支持传入负数,所以上述代码打印信息如下:

-w645

命名返回值

此外,在设置多返回值时,还可以对返回值进行变量命名,这样,我们就可以在函数中直接对返回值变量进行赋值,而不必每次都按照指定的返回值格式返回多个变量了:

func add(a, b *int) (c int, err error) {
    if *a < 0 || *b < 0 {
        err = errors.New("只支持非负整数相加")
        return
    }
    *a *= 2
    *b *= 3
    c = *a + *b
    return
}

这种机制避免了每次进行 return 操作时都要关注函数需要返回哪些返回值,为开发者节省了精力,尤其是在复杂的函数中。

太烂了有点差凑活看还不错太棒了 (12 人打了分, 平均分: 4.83)
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