Go学习笔记(二)几道题目了解Go的基本语言特性

简介: The way to Go学习一门新的编程语言时,我们先需要了解一点语言特性,包括:编译型还是解释型语言基本数据类型变量的定义数值运算字符串操作数据结构循环和条件语句面向对象的类,面向过程的函数定义...问题一:编写一个程序,进行温度单位的转换温度单位有华氏度(F)和摄氏度(C)两类,转换公式为: C = (F - 32) / 1.8。
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The way to Go

学习一门新的编程语言时,我们先需要了解一点语言特性,包括:

  • 编译型还是解释型语言
  • 基本数据类型
  • 变量的定义
  • 数值运算
  • 字符串操作
  • 数据结构
  • 循环和条件语句
  • 面向对象的类,面向过程的函数定义
  • ...

问题一:编写一个程序,进行温度单位的转换

温度单位有华氏度(F)和摄氏度(C)两类,转换公式为: C = (F - 32) / 1.8。 如果给定F=100,让Go求算C。

为了完成这部分操作,我们需要导入打印输出的"fmt", 写一个“main”函数提供执行入口,然后定义几个变量

package main
import "fmt"

var C float32

func main() {
    F := 65.0
    C = float32( (F - 32) / 1.8)
    fmt.Printf("%f\n", C)
}

package是Go最基本的分发单位和工程管理中依赖关系的体现,为了生成可执行程序,必须建立一个"main"的包,且包里面必须有一个"main"函数。

Go的标准库(standard library)见https://golang.org/pkg/, 导入库的方式为import "fmt"

Go通过关键字var定义变量,如果不赋值,变量后一定要跟着变量类型,赋值可以忽略变量类型,因为编译器可以自动推断。

var x = 1
var x int
var y float64 = 1.6
var x,y,z = 1, 2, 3

如果在函数内部定义变量,Go还提供一个非常简便的写法:=。变量定义类型后,之后使用变量进行运算时就会发现两个变量有可能是不同的类型,那么如何处理呢?Go不支持隐式类型转换,必须要显式说明, 如C = float32( (F - 32) / 1.8)

问题二:n=1~10, 输出n和n^2

这一题需要用到循环。 Go支持三种循环方式的,都是for开头,比较常用的是下面这一种

s := "abc"
for i, n := 0, len(s); i < n; i++ { 
    println(s[i])
}

结合变量的赋值和"fmt"包中Printf函数的用法就能解决这个问题。

package main

import "fmt"

func main() {
   var n = 0
   fmt.Printf("n\tn^2\n")
   for i, j := 1, 10; i <= j; i++ {
      n++
      ns := n * n
      fmt.Printf("%d\t%d\n", n, ns)
   }
}

提高题: 编写一个程序,计算一个整数的各数位之和。例如,数字2155的数位之和为2+1+5+5=13

思路就是通过循环的方式不断,逐个选择各个数位,然后求和。

package main

import "fmt"

var num int

func main() {
    fmt.Scanf("%d", &num)
    total := 0
    for num != 0 { //类似于while的循环方式
        remain := num % 10
        num = num / 10
        total += remain
    }
    fmt.Printf("%d\n", total)
}

刚开始我想的是将数字当作字符串,然后遍历字符串,将字符串转成整数型。后来我发现我还得自己写一个类似于R的as.numeric函数,感觉更麻烦了。

问题三: 生成100以内的斐波那契数组

斐波那契数组基本也是学习C语言时常见的案例,虽然可以直接使用几个变量来计算第N个斐波那契数,但是这里限定要用到数组,所以就得学习一下Go的数组数据结构了。

数组可以认为是C语言的唯一的数据结构,并且C语言中的数组和指针式密不可分。《Go学习笔记》说到Go语言的数组和C有很大区别

  • 数组是值类型,赋值和传参会复制整个数组,⽽而不是指针。
  • 数组⻓长度必须是常量,且是类型的组成部分。[2]int 和 [3]int 是不同类型。
  • ⽀支持 "=="、"!=" 操作符,因为内存总是被初始化过的。
  • 指针数组 [n]*T,数组指针 *[n]T。

数组的初始化

d1 := [3] int{1,2} // 基本操作
d2 := [...]int{1,2,3,4,5} // 使用值来确定数组长度 
d3 := [5]int{2:100, 4:200} //使用索引方式初始化元素
d4 := [2][3]int{{1,2,3},{4,5,6}} // 多维数组

然后解题就很容易了

//Feb.go
package main
func main() {
    Feb := [100]int{0, 1}
    for i, n := 2, len(Feb); i < n; i++ {
        Feb[i] = Feb[i-2] + Feb[i-1]
    }
    println(Feb[99])
}

当然运行之后就会出现一个非常有趣的结果

./Feb 
-2437933049959450366

这是因为我定义的是一个int,在我机器上默认长度为8个byte,也就是8x8=64个bit, 264,可以保存-918~918,似乎已经存放很大的数值了,但是第100位的Feb值是16008811023750101250,也就是1.619,只能说技高一筹,甘拜下风, 必须动用unit64了,因为它可以记录0~1.819.

那问题来了,如果我们想计算第200个斐波那契数,岂不是没办法记录了。如果遇到这个需求时,把提出需求的人干掉就行了。

问题四:构造一类数据结构,登记一个学生的数学,语文和英语成绩

我们可以通过数组来保存相同数据类型的数据,但是如果要保存的数据里有不同的数据类型,那就需要用到结构体(structure)。 我们需要先定义结构体,声明我们需要保存哪些类型的数据,然后再进行初始化。

package main

type student struct {
    name    string
    math    int
    english int
    yuwen   int
}

func main() {
    bob := student{"Bob", 60, 75, 88}
    println(bob.name, bob.math, bob.english, bob.yuwen)
}

问题五:统计一段核酸序列中ATCG出现的次数

这是Rosalind中一道基础的题目,设计到字符串的遍历。在Go中,字符串是不可变值类型,内部用指针指向 UTF-8 字节数组,也就是说字符串本质上就是字符数组了。

Go的字符串可以通过s[i]的方式访问某个字符,(每个字符常量都是一个整数),但是不能通过s[i]='x'的方式修改字符串,也就是无法修改字节数组。我们可以看个例子

img_14fea081b4d71c995e9cf0e3d286fc71.png
无法修改字节数组

for遍历字符串时有两种方式,一种按byte,一种按rune(Unicode Code Point), 通过一个案例了解两者的区别

package main
import "fmt"
func main() {
    a := "Hello 世界"
    for i := 0; i < len(a); i++{
        fmt.Printf("%c,", a[i])
    }
    fmt.Println()
    
    for _,r := range a{
        fmt.Printf("%c,",r)
    }              
}
// 运行结果
H,e,l,l,o, ,ä,¸,�,ç,�,�,
H,e,l,l,o, ,世,界,

按照字节遍历就会给你感受一下什么叫做乱码。 这里的range类似于迭代器,返回(索引, 值) 或 (键, 值)。这里还用了"_"忽略了不想要的索引 。

那么假设,给定核苷酸序列为 "AGCTTTTCATTCTGACTGCAACGGGCAATATGTCTCTGTGTGGATTAAAAAAAGAGTGTCTGATAGCAGC" ,让我们尝试统计下这里面各个碱基出现次数吧

package main
import "fmt"
var seq = "AGCTTTTCATTCTGACTGCAACGGGCAATATGTCTCTGTGTGGATTAAAAAAAGAGTGTCTGATAGCAGC"
func main() {
    c_count := 0
    t_count := 0
    g_count := 0
    a_count := 0
    for _, c := range seq {
        if c == 'A' {
            c_count += 1
        } else if c == 'G' {
            g_count += 1
        } else if c == 'T' {
            t_count += 1
        } else {
            a_count += 1
        }
    }
    fmt.Printf("A\tT\tC\tG\n")
    fmt.Printf("%v\t%v\t%v\t%v\n", a_count, t_count, c_count, g_count)
}

这里把字符串写死了,当然可以通过"fmt.Scanf"手动输入,或者从标准输入,或者文件中读入。

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