Go第八篇之包的使用
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Go 語言的源碼復用建立在包（package）基礎之上。Go 語言的入口 main() 函數所在的包（package）叫 main，main 包想要引用別的代碼，必須同樣以包的方式進行引用，本章內容將詳細講解如何導出包的內容及如何導入其他包。
Go 語言的包與文件夾一一對應，所有與包相關的操作，必須依賴于工作目錄（GOPATH）。
Go語言GOPATH
GOPATH 是 Go 語言中使用的一個環境變量，它使用絕對路徑提供項目的工作目錄。
工作目錄是一個工程開發的相對參考目錄，好比當你要在公司編寫一套服務器代碼，你的工位所包含的桌面、計算機及椅子就是你的工作區。工作區的概念與工作目錄的概念也是類似的。如果不使用工作目錄的概念，在多人開發時，每個人有一套自己的目錄結構，讀取配置文件的位置不統一，輸出的二進制運行文件也不統一，這樣會導致開發的標準不統一，影響開發效率。
GOPATH 適合處理大量 Go 語言源碼、多個包組合而成的復雜工程。
提示
C、C++、Java、C# 及其他語言發展到后期，都擁有自己的 IDE（集成開發環境），并且工程（Project）、解決方案（Solution）和工作區（Workspace）等概念將源碼和資源組織了起來，方便編譯和輸出。
使用命令行查看GOPATH信息
在安裝過 Go 開發包的操作系統中，可以使用命令行查看 Go 開發包的環境變量配置信息，這些配置信息里可以查看到當前的 GOPATH 路徑設置情況。在命令行中運行go env后，命令行將提示以下信息：
$ go env
GOARCH="amd64"
GOBIN=""
GOEXE=""
GOHOSTARCH="amd64"
GOHOSTOS="linux"
GOOS="linux"
GOPATH="/home/davy/go"
GORACE=""
GOROOT="/usr/local/go"
GOTOOLDIR="/usr/local/go/pkg/tool/linux_amd64"
GCCGO="gccgo"
CC="gcc"
GOGCCFLAGS="-fPIC -m64 -pthread -fmessage-length=0"
CXX="g++"
CGO_ENABLED="1"
CGO_CFLAGS="-g -O2"
CGO_CPPFLAGS=""
CGO_CXXFLAGS="-g -O2"
CGO_FFLAGS="-g -O2"
CGO_LDFLAGS="-g -O2"
PKG_CONFIG="pkg-config"
命令行說明如下：
- 第 1 行，執行 go env 指令，將輸出當前 Go 開發包的環境變量狀態。
- 第 2 行，GOARCH 表示目標處理器架構。
- 第 3 行，GOBIN 表示編譯器和鏈接器的安裝位置。
- 第 7 行，GOOS 表示目標操作系統。
- 第 8 行，GOPATH 表示當前工作目錄。
- 第 10 行，GOROOT 表示 Go 開發包的安裝目錄。
從命令行輸出中，可以看到 GOPATH 設定的路徑為：/home/davy/go（davy 為筆者的用戶名）。
在 Go 1.8 版本之前，GOPATH 環境變量默認是空的。從 Go 1.8 版本開始，Go 開發包在安裝完成后，將 GOPATH 賦予了一個默認的目錄，參見下表。
| Windows?平臺 | %USERPROFILE%/go | C:\Users\用戶名\go |
| Unix 平臺 | $HOME/go | /home/用戶名/go |
使用GOPATH的工程結構
在 GOPATH 指定的工作目錄下，代碼總是會保存在 $GOPATH/src 目錄下。在工程經過 go build、go install 或 go get 等指令后，會將產生的二進制可執行文件放在 $GOPATH/bin 目錄下，生成的中間緩存文件會被保存在 $GOPATH/pkg 下。
如果需要將整個源碼添加到版本管理工具（Version Control System，VCS）中時，只需要添加 $GOPATH/src 目錄的源碼即可。bin 和 pkg 目錄的內容都可以由 src 目錄生成。
設置和使用GOPATH
本節以 Linux 為演示平臺，為大家演示使用 GOPATH 的方法。
1) 設置當前目錄為GOPATH
選擇一個目錄，在目錄中的命令行中執行下面的指令：
export GOPATH=`pwd`
該指令中的 pwd 將輸出當前的目錄，使用反引號`將 pwd 指令括起來表示命令行替換，也就是說，使用`pwd`將獲得 pwd 返回的當前目錄的值。例如，假設你的當前目錄是“/home/davy/go”，那么使用`pwd`將獲得返回值“/home/davy/go”。
使用 export 指令可以將當前目錄的值設置到環境變量 GOPATH中。
2) 建立GOPATH中的源碼目錄
使用下面的指令創建 GOPATH 中的 src 目錄，在 src 目錄下還有一個 hello 目錄，該目錄用于保存源碼。
mkdir -p src/hello
mkdir 指令的 -p 可以連續創建一個路徑。
3) 添加main.go源碼文件
使用 Linux 編輯器將下面的源碼保存為 main.go 并保存到 $GOPATH/src/hello 目錄下。
4) 編譯源碼并運行
此時我們已經設定了 GOPATH，因此在 Go 語言中可以通過 GOPATH 找到工程的位置。
在命令行中執行如下指令編譯源碼：
go install hello
編譯完成的可執行文件會保存在 $GOPATH/bin 目錄下。
在 bin 目錄中執行 ./hello，命令行輸出如下：
hello world
在多項目工程中使用GOPATH
在很多與 Go 語言相關的書籍、文章中描述的 GOPATH 都是通過修改系統全局的環境變量來實現的。然而，根據筆者多年的 Go 語言使用和實踐經驗及周邊朋友、同事的反饋，這種設置全局 GOPATH 的方法可能會導致當前項目錯誤引用了其他目錄的 Go 源碼文件從而造成編譯輸出錯誤的版本或編譯報出一些無法理解的錯誤提示。
比如說，將某項目代碼保存在 /home/davy/projectA 目錄下，將該目錄設置為 GOPATH。隨著開發進行，需要再次獲取一份工程項目的源碼，此時源碼保存在 /home/davy/projectB 目錄下，如果此時需要編譯 projectB 目錄的項目，但開發者忘記設置 GOPATH 而直接使用命令行編譯，則當前的 GOPATH 指向的是 /home/davy/projectA 目錄，而不是開發者編譯時期望的 projectB 目錄。編譯完成后，開發者就會將錯誤的工程版本發布到外網。
因此，建議大家無論是使用命令行或者使用集成開發環境編譯 Go 源碼時，GOPATH 跟隨項目設定。在 Jetbrains 公司的 GoLand 集成開發環境（IDE）中的 GOPATH 設置分為全局 GOPATH 和項目 GOPATH，如下圖所示。
圖：全局和項目GOPATH
圖中的 Global GOPATH 代表全局 GOPATH，一般來源于系統環境變量中的 GOPATH；Project GOPATH 代表項目所使用的 GOPATH，該設置會被保存在工作目錄的 .idea 目錄下，不會被設置到環境變量的 GOPATH 中，但會在編譯時使用到這個目錄。建議在開發時只填寫項目 GOPATH，每一個項目盡量只設置一個 GOPATH，不使用多個 GOPATH 和全局的 GOPATH。
提示
Visual Studio 早期在設計時，允許 C++ 語言在全局擁有一個包含路徑。當一個工程多個版本的編譯，或者兩個項目混雜有不同的共享全局包含時，會發生難以察覺的錯誤。在新版本 Visual Studio 中已經廢除了這種全局包含的路徑設計，并建議開發者將包含目錄與項目關聯。
Go 語言中的 GOPATH 也是一種類似全局包含的設計，因此鑒于 Visual Studio 在設計上的失誤，建議開發者不要設置全局的 GOPATH，而是隨項目設置 GOPATH。
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Go語言package
包（package）是多個 Go 源碼的集合，是一種高級的代碼復用方案，Go 語言默認為我們提供了很多包，如 fmt、os、io 包等，開發者可以根據自己的需要創建自己的包。
包要求在同一個目錄下的所有文件的第一行添加如下代碼，以標記該文件歸屬的包：
package 包名
包的特性如下：
- 一個目錄下的同級文件歸屬一個包。
- 包名可以與其目錄不同名。
- 包名為 main 的包為應用程序的入口包，編譯源碼沒有 main 包時，將無法編譯輸出可執行的文件。
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Go語言導出包中的標識符
在 Go 語言中，如果想在一個包里引用另外一個包里的標識符（如類型、變量、常量等）時，必須首先將被引用的標識符導出，將要導出的標識符的首字母大寫就可以讓引用者可以訪問這些標識符了。
導出包內標識符
下面代碼中包含一系列未導出標識符，它們的首字母都為小寫，這些標識符可以在包內自由使用，但是包外無法訪問它們，代碼如下：
將 myStruct 和 myConst 首字母大寫，導出這些標識符，修改后代碼如下：
此時，MyConst 和 MyStruct 可以被外部訪問，而 myVar 由于首字母是小寫，因此只能在 mypkg 包內使用，不能被外部包引用。
導出結構體及接口成員
在被導出的結構體或接口中，如果它們的字段或方法首字母是大寫，外部可以訪問這些字段和方法，代碼如下：
在代碼中，MyStruct 的 ExportedField 和 MyInterface 的 ExportedMethod() 可以被包外訪問。
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Go語言import導入包
要引用其他包的標識符，可以使用 import 關鍵字，導入的包名使用雙引號包圍，包名是從 GOPATH 開始計算的路徑，使用/進行路徑分隔。
默認導入的寫法
導入有兩種基本格式，即單行導入和多行導入，兩種導入方法的導入代碼效果是一致的。
1) 單行導入
單行導入格式如下：
import "包1"
import "包2"
2) 多行導入
當多行導入時，包名在 import 中的順序不影響導入效果，格式如下：
import(
? ? "包1"
??? "包2"
??? …
)
參考代碼 8-1 的例子來理解 import 的機制。
?
代碼 8-1 的目錄層次如下：
.
└── src
??? └── chapter08
??????? └── importadd
??????????? ├── main.go
??????????? └── mylib
??????????????? └── add.go
代碼8-1 加函數（具體文件：…/chapter08/importadd/mylib/add.go）
第 3 行中的 Add() 函數以大寫 A 開頭，表示將 Add() 函數導出供包外使用。當首字母小寫時，為包內使用，包外無法引用到。
add.go 在 mylib 文件夾下，習慣上將文件夾的命名與包名一致，命名為 mylib 包。
代碼8-2 導入包（具體文件：…/chapter08/importadd/main.go）
代碼說明如下：
- 第 4 行，導入 chapter08/importadd/mylib 包。
- 第 9 行，使用 mylib 作為包名，并引用 Add() 函數調用。
在命令行中運行下面代碼：
export GOPATH=/home/davy/golangbook/code
go install chapter08/importadd
$GOPATH/bin/importadd
命令說明如下：
- 第 1 行，根據你的 GOPATH 不同，設置 GOPATH。
- 第 2 行，使用 go install 指令編譯并安裝 chapter08/code8-1 到 GOPATH 的 bin 目錄下。
- 第 3 行，執行 GOPATH 的 bin 目錄下的可執行文件 code8-1。
運行代碼，輸出結果如下：
3
導入包后自定義引用的包名
在默認導入包的基礎上，在導入包路徑前添加標識符即可形成自定義引用包，格式如下：
customName "path/to/package"
其中，path/to/package 為要導入的包路徑，customName 為自定義的包名。
在 code8-1 的基礎上，在 mylib 導入的包名前添加一個標識符，代碼如下：
代碼說明如下：
- 第 4 行，將 chapter08/importadd/mylib 包導入，并且使用 renameLib 進行引用。
- 第 9 行，使用 renameLib 調用 chapter08/importadd/mylib 包中的 Add() 函數。
匿名導入包——只導入包但不使用包內類型和數值
如果只希望導入包，而不使用任何包內的結構和類型，也不調用包內的任何函數時，可以使用匿名導入包，格式如下：
其中，path/to/package 表示要導入的包名，下畫線_表示匿名導入包。
匿名導入的包與其他方式導入包一樣會讓導入包編譯到可執行文件中，同時，導入包也會觸發 init() 函數調用。
包在程序啟動前的初始化入口：init
在某些需求的設計上需要在程序啟動時統一調用程序引用到的所有包的初始化函數，如果需要通過開發者手動調用這些初始化函數，那么這個過程可能會發生錯誤或者遺漏。我們希望在被引用的包內部，由包的編寫者獲得代碼啟動的通知，在程序啟動時做一些自己包內代碼的初始化工作。
例如，為了提高數學庫計算三角函數的執行效率，可以在程序啟動時，將三角函數的值提前在內存中建成索引表，外部程序通過查表的方式迅速獲得三角函數的值。但是三角函數索引表的初始化函數的調用不希望由每一個外部使用三角函數的開發者調用，如果在三角函數的包內有一個機制可以告訴三角函數包程序何時啟動，那么就可以解決初始化的問題。
Go 語言為以上問題提供了一個非常方便的特性：init() 函數。
init() 函數的特性如下：
- 每個源碼可以使用 1 個 init() 函數。
- init() 函數會在程序執行前（main() 函數執行前）被自動調用。
- 調用順序為 main() 中引用的包，以深度優先順序初始化。
例如，假設有這樣的包引用關系：main→A→B→C，那么這些包的 init() 函數調用順序為：
C.init→B.init→A.init→main
說明：
- 同一個包中的多個 init() 函數的調用順序不可預期。
- init() 函數不能被其他函數調用。
理解包導入后的init()函數初始化順序
Go 語言包會從 main 包開始檢查其引用的所有包，每個包也可能包含其他的包。Go 編譯器由此構建出一個樹狀的包引用關系，再根據引用順序決定編譯順序，依次編譯這些包的代碼。
在運行時，被最后導入的包會最先初始化并調用 init() 函數。
通過下面的代碼理解包的初始化順序。
代碼8-3 包導入初始化順序入口（…/chapter08/pkginit/main.go）
代碼說明如下：
- 第 3 行，導入 pkg1 包。
- 第 7 行，調用 pkg1 包的 ExecPkg1() 函數。
代碼8-4 包導入初始化順序pkg1（…/chapter08/pkginit/pkg1/pkg1.go）
代碼說明如下：
- 第 4 行，導入 pkg2 包。
- 第 8 行，聲明 ExecPkg1() 函數。
- 第 12 行，調用 pkg2 包的 ExecPkg2() 函數。
- 第 15 行，在 pkg1 包初始化時，打印 pkg1 init。
代碼8-5 包導入初始化順序pkg2（…/chapter08/pkginit/pkg2/pkg2.go）
代碼說明如下：
- 第 5 行，聲明 ExecPkg2() 函數。
- 第 10 行，在 pkg2 包初始化時，打印 pkg2 init。
執行代碼，輸出如下：
pkg2 init
pkg1 init
ExecPkg1
ExecPkg2
Go語言工廠模式自動注冊
本例利用包的 init 特性，將 cls1 和 cls2 兩個包注冊到工廠，使用字符串創建這兩個注冊好的結構實例。
完整代碼的結構如下：
.
└── src
??? └── chapter08
??????? └── clsfactory
??????????? ├── main.go
??????????? └── base
? ? ? ? ? ? ? ??└── factory.go
? ? ? ? ? ? └── cls1
??????????????? └── reg.go
? ? ? ? ? ? └── cls2
??????????????? └── reg.go
類工廠（具體文件：…/chapter08/clsfactory/base/factory.go）
這個包叫base，負責處理注冊和使用工廠的基礎代碼，該包不會引用任何外部的包。
以下是對代碼的說明：
- 第 4 行定義了“產品”：類。
- 第 10 行使用了一個 map 保存注冊的工廠信息。
- 第 14 行提供給工廠方注冊使用，所謂的“工廠”，就是一個定義為func() Class的普通函數，調用此函數，創建一個類實例，實現的工廠內部結構體會實現 Class 接口。
- 第 19 行定義通過名字創建類實例的函數，該函數會在注冊好后調用。
- 第 20 行在已經注冊的信息中查找名字對應的工廠函數，找到后，在第 21 行調用并返回接口。
- 第 23 行是如果創建的名字沒有找到時，報錯。
類1及注冊代碼（具體文件：…/chapter08/clsfactory/cls1/reg.go）
上面的代碼展示了Class1的工廠及產品定義過程。
- 第 9～15 行定義 Class1 結構，該結構實現了 base 中的 Class 接口。
- 第 20 行，Class1 結構的實例化過程叫 Class1 的工廠，使用 base.Register() 函數在 init() 函數被調用時與一個字符串關聯，這樣，方便以后通過名字重新調用該函數并創建實例。
類2及注冊代碼（具體文件：…/chapter08/clsfactory/cls2/reg.go）
Class2 的注冊與 Class1 的定義和注冊過程類似。
類工程主流程（具體文件：…/chapter08/clsfactory/main.go）
下面是對代碼的說明：
- 第 5 和第 6 行使用匿名引用方法導入了 cls1 和 cls2 兩個包。在 main() 函數調用前，這兩個包的 init() 函數會被自動調用，從而自動注冊 Class1 和 Class2。
- 第 12 和第 16 行，通過 base.Create() 方法查找字符串對應的類注冊信息，調用工廠方法進行實例創建。
- 第 13 和第 17 行，調用類的方法。
執行下面的指令進行編譯：
export GOPATH=/home/davy/golangbook/code
go install chapter08/clsfactory
$GOPATH/bin/clsfactory
代碼輸出如下：
Class1
Class2
轉載于:https://www.cnblogs.com/596014054-yangdongsheng/p/10231523.html
總結
以上是生活随笔為你收集整理的Go第八篇之包的使用的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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