包的介绍和使用

Go 语言像 Java 语言一样都拥有包的概念,通过使用包来组织源代码。包(package)是多个 Go 源码的集合,是一种高级的代码复用方案。Go语言中为我们提供了很多内置包,如 fmtosio 等。

任何 Go 源代码文件都必属于某个包,同时源码文件的第一行有效代码必须是 package pacakgeName 语句,通过该语句声明自己所在的包。

1、包的概述

Go 语言的包借助了目录树的组织形式,一般包的名称就是其源文件所在目录的名称,虽然 Go 语言没有强制要求包名必须和其所在的目录名同名,但还是建议包名和所在目录同名,这样代码结构会更加清晰。

1.1 包的定义

包的声明如下:

package <package_name>

注意:包声明必须在 go 源文件的第一行定义。

例如,在 GOPATH/src/a/b/ 下定义包 c,则在 GOPATH/src/a/b/ 目录下的所有 go 源文件第一行需要声明 package c,而不是声明为 package a.b.cpackage a/b/c,但在导入包时,需要带上路径 import a/b/c。(注意:这与 Java 语言中包的用法差异很大

1.2 包的命名规范

清晰的代码结构,少不了规范命名,包的命名更为重要。规范命名的目的是为了让你的代码更清晰,别人读起来更快上手。包命名规范推荐如下:

  • 包名一般小写,使用一个简短且有意义的单词或缩写。
  • 包名与所在包的目录同名,看目录知包名。
  • 包名一般采用域名作为包目录结构,以此来确保唯一性。如:GOPATH/src/github.com/xcbeyond/projectName/...
  • 程序入口包名必须是 main 包。
  • 同一目录下的所有 go 源文件都属于同一个包。

2、包的使用

有了包的存在,必然少不了对其导入,可借助 import 关键字导入想使用的包。具体语法如下:

import "包路径"

注意:

  • import 导入语句需放在源码文件开头的包声明语句的下面。
  • 导入的包名需要使用双引号 "" 括起来。
  • 包名是从 GOPATH/src/ 后开始计算的,使用 / 进行路径分隔。

通常导入包有单行导入和多行导入两种方式。

单行导入:

import "包1路径"
import "包2路径"

多行导入:

import (
    "包1路径"
    "包2路径"
)

2.1 导入路径

关于包的导入路径有两种方式,分别是全路径导入和相对路径导入。

全路径导入:

包的绝对路径就是 GOROOT/src/GOPATH/src/ 后面包的存放路径,如下所示:

import "lab/test"
import "database/sql/driver"
import "database/sql"

其中:

  • test 包是自定义的包,其源码位于 GOPATH/src/lab/test 目录下。
  • driver 包的源码位于 GOROOT/src/database/sql/driver 目录下。
  • sql 包的源码位于 GOROOT/src/database/sql 目录下。

相对路径导入

相对路径只能用于导入 GOPATH 下的包,标准包的导入只能使用全路径导入。

例如,包 a 的所在路径是 GOPATH/src/lab/a,包 b 的所在路径为 GOPATH/src/lab/b,如果在包 b 中导入包 a ,则可以使用相对路径导入方式。示例如下:

// 相对路径导入
import "../a"

2.2 包的引用

包的引用有四种格式,下面以 fmt 包为例分别进行说明。

2.2.1 标准引用格式

import "fmt"

fmt. 作为前缀来使用 fmt 包中的方法,这是最为常用的一种方式。

示例如下:

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello World!")
}

2.2.2 自定义别名引用格式

在导入包的时候,我们可以为导入的包设置别名,简化使用:

import F "fmt"

其中 F 就是 fmt 包的别名,可以用 F.来代替标准引用格式的 fmt. 来作为前缀使用 fmt 包中的方法。

示例如下:

package main

import F "fmt"

func main() {
   F.Println("Hello World!")
}

2.2.3 省略引用格式

import . "fmt"

相当于把 fmt 包直接合并到当前源文件中,在使用 fmt 包内的方法是可以不用加前缀 fmt.而直接引用。

示例如下:

package main

import . "fmt"

func main() {
    Println("Hello World!")
}

2.2.4 匿名引用格式

在引用某个包时,如果只是希望执行包初始化的 init 函数,而不使用包内部的数据时,可以使用匿名引用格式:

import _ "fmt"

使用标准格式引用包,但代码中却没有使用包,编译器是会报错。如果包中有 init 初始化函数,则通过import _ "包的路径" 这种方式引用包,仅执行包的初始化函数,即使包没有 init 初始化函数,也不会引发编译器报错。

示例如下:

package main

import (
    _ "database/sql"
    "fmt"
)

func main() {
    Println("Hello World!")
}

2.3 包的初始化

通过前面的学习相信大家已经大体了解了 Go 程序的启动和加载过程,在执行 main 包的 main 函数之前, Go 引导程序会先对整个程序的包进行初始化。整个执行的流程如下图所示:

包的初始化
图 4.1.1:包的初始化

Go语言包的初始化有如下特点:

  • 包初始化程序从 main 函数引用的包开始,逐级查找包的引用,直到找到没有引用其他包的包,最终生成一个包引用的有向无环图。
  • Go 编译器会将有向无环图转换为一棵树,然后从树的叶子节点开始逐层向上对包进行初始化。
  • 单个包的初始化过程如上图所示,先初始化常量,然后是全局变量,最后执行包的 init 函数。
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