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Go程序设计语言1.2 命令行参数

简介:
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1.2 命令行参数


大部分程序处理输入然后产生输出,这就是关于计算的大致定义。但是程序怎样获取数据的输入呢?一些程序自己生成数据,更多的时候,输入来自一个外部源:文件、网络连接、其他程序的输出、键盘、命令行参数等。随后的一些示例将从命令行参数开始讨论这些输入。

os包提供一些函数和变量,以与平台无关的方式和操作系统打交道。命令行参数以os包中Args名字的变量供程序访问,在os包外面,使用os.Args这个名字。

变量os.Args是一个字符串slice。slice是Go中的基础概念,很快我们将讨论到它。现在只需理解它是一个动态容量的顺序数组s,可以通过s[i]来访问单个元素,通过s[m:n]来访问一段连续子区间,数组长度用len(s)表示。与大部分编程语言一样,在Go中,所有的索引使用半开区间,即包含第一个索引,不包含最后一个索引,因为这样逻辑比较简单。例如,slice s[m:n],其中,0≤m≤n≤len(s),包含n-m个元素。

os.Args的第一个元素是os.Args[0],它是命令本身的名字;另外的元素是程序开始执行时的参数。表达式s[m:n]表示一个从第m个到第n-1个元素的slice,所以下一个示例中slice需要的元素是os.Args[1:len(os.Args)]。如果m或n缺失,默认分别是0或len(s),所以我们可以将期望的slice简写为os.Args[1:]。

这里有一个UNIX echo命令的实现,它将命令行参数输出到一行。该实现导入两个包,使用由圆括号括起来的列表,而不是独立的import声明。两者都是合法的,但为了方便起见,我们使用列表的方式。导入的顺序是没有关系的,gofmt工具会将其按照字母顺序表进行排序(当一个示例有几个版本时,通常给它们编号以区分出当前讨论的版本)。

 

 

注释以//开头。所有以//开头的文本是给程序员看的注释,编译器将会忽略它们。习惯上,在一个包声明前,使用注释对其进行描述;对于main包,注释是一个或多个完整的句子,用来对这个程序进行整体概括。

var关键字声明了两个string类型的变量s和sep。变量可以在声明的时候初始化。如果变量没有明确地初始化,它将隐式地初始化为这个类型的空值。例如,对于数字初始化结果是0,对于字符串是空字符串""。在这个示例中,s和sep隐式初始化为空字符串。第2章将讨论变量和声明。

对于数字,Go提供常规的算术和逻辑操作符。当应用于字符串时,+操作符对字符串的值进行追加操作,所以表达式

 

表示将sep和os.Args[i]追加到一起。程序中使用的语句

 

是一个赋值语句,将sep和os.Args[i]追加到旧的s上面,并且重新赋给s,它等价于下面的语句:

 

操作符+=是一个赋值操作符。每一个算术和逻辑操作符(例如+或者*)都有一个对应的赋值操作符。

echo程序会循环每次输出,但是这个版本中我们通过反复追加来构建一个字符串。字符串s一开始为空字符串"",每一次循环追加一些文本。在第一次迭代后,一个空格被插入,这样当循环结束时,每个参数之间都有一个空格。这是一个二次过程,如果参数数量很大成本会比较高,不过对于echo程序还好。本章和下一章会展示几个改进版本,它们会逐步处理掉低效的地方。

循环的索引变量i在for循环开始处声明。:=符号用于短变量声明,这种语句声明一个或多个变量,并且根据初始化的值给予合适的类型,下一章会详细讨论它。

递增语句i++对i进行加1,它等价于i += 1,又等价于i = i + 1。对应的递减语句i--对i进行减1。这些是语句,而不像其他C族语言一样是表达式,所以j = i++是不合法的,并且仅支持后缀,所以--i不合法。

for是Go里面的唯一循环语句。它有几种形式,这里展示其中一种:

 

for循环的三个组成部分两边不用小括号。大括号是必需的,但左大括号必须和post(后置)语句在同一行。

可选的initialization(初始化)语句在循环开始之前执行。如果存在,它必须是一个简单的语句,比如一个简短的变量声明,一个递增或赋值语句,或者一个函数调用。condition

(条件)是一个布尔表达式,在循环的每一次迭代开始前推演,如果推演结果是真,循环则继续执行。post语句在循环体之后被执行,然后条件被再次推演。条件变成假之后循环结束。

三部分都是可以省略的。如果没有initialization和post语句,分号可以省略:

 

如果条件部分都不存在,例子如下:

 

循环是无限的,尽管这种形式的循环可以通过如break或return等语句进行终止。

另一种形式的for循环在字符串或slice数据上迭代。为了说明,这里给出第2版的echo:

 

 

每一次迭代,range产生一对值:索引和这个索引处元素的值。这个例子里,我们不需要索引,但是语法上range循环需要处理,因此也必须处理索引。一个主意是我们将索引赋予一个临时变量(如temp)然后忽略它,但是Go不允许存在无用的临时变量,不然会出现编译错误。

解决方案是使用空标识符,它的名字是_(即下划线)。空标识符可以用在任何语法需要变量名但是程序逻辑不需要的地方,例如丢弃每次迭代产生的无用的索引。大多数Go程序员喜欢搭配使用range和_来写上面的echo程序,因为索引在os.Args上面是隐式的,所以更不容易犯错。

这个版本的程序使用短的变量声明来声明和初始化s和sep,但是我们可以等价地分开声明变量。以下几种声明字符串变量的方式是等价的:

 

为什么我们更喜欢某一个?第一种形式的短变量声明更加简洁,但是通常在一个函数内部使用,不适合包级别的变量。第二种形式依赖默认初始化为空字符串的""。第三种形式很少用,除非我们声明多个变量。第四种形式是显式的变量类型,在类型一致的情况下是冗余的信息,在类型不一致的情况下是必需的。实践中,我们应当使用前两种形式,使用显式的初始化来说明初始化变量的重要性,使用隐式的初始化来表明初始化变量不重要。

如上所述,每次循环,字符串s有了新的内容。+=语句通过追加旧的字符串、空格字符和下一个参数,生成一个新的字符串,然后把新字符串赋给s。旧的内容不再需要使用,会被例行垃圾回收。

如果有大量的数据需要处理,这样的代价会比较大。一个简单和高效的方式是使用strings包中的Join函数:

 

最后,如果我们不关心格式,只是想看值,或许只是调试,那么用Println格式化结果就可以了:

 

这个输出语句和我们从strings.Join得到的输出很像,不过两边有括号。任何slice都能够以这样的方式输出。

练习1.1:修改echo程序输出os.Args[0],即命令的名字。

练习1.2:修改echo程序,输出参数的索引和值,每行一个。

练习1.3:尝试测量可能低效的程序和使用strings.Join的程序在执行时间上的差异。(1.6节有time包,11.4节展示如何撰写系统性的性能评估测试。)

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