4.4 变量

4.4.1 简介

声明变量的一般形式是使用 var 关键字：var identifier type。

需要注意的是，Go 和许多编程语言不同，它在声明变量时将变量的类型放在变量的名称之后。

Go 为什么要选择这么做呢？
首先，它是为了避免像 C 语言中那样含糊不清的声明形式，例如：int* a, b;。在这个例子中，只有 a 是指针而 b 不是。如果你想要这两个变量都是指针，则需要将它们分开书写（你可以在 Go 语言的声明语法 页面找到有关于这个话题的更多讨论）。

而在 Go 中，则可以和轻松地将它们都声明为指针类型：

var a, b *int

其次，这种语法能够按照从左至右的顺序阅读，使得代码更加容易理解。

示例：

var a int
var b bool
var str string	

你也可以改写成这种形式：

var (
	a int
	b bool
	str string
)

这种因式分解关键字的写法一般用于声明全局变量。

当一个变量被声明之后，系统自动赋予它该类型的零值：int 为 0，float 为 0.0，bool 为 false，string 为空字符串，指针为 nil。

记住，所有的内存在 Go 中都是经过初始化的。

变量的命名规则遵循骆驼命名法，即首个单词小写，每个新单词的首字母大写，例如：numShips 和 startDate。

但如果你的全局变量希望能够被外部包所使用，则需要将首个单词的首字母也大写（第 4.2 节：可见性规则）。

一个变量（常量、类型或函数）在程序中都有一定的作用范围，称之为作用域。

如果一个变量在函数体外声明，则被认为是全局变量，可以在整个包甚至外部包（被导出后）使用，不管你声明在哪个源文件里或在哪个源文件里调用该变量。

在函数体内声明的变量称之为局部变量，它们的作用域只在函数体内，参数和返回值变量也是局部变量。

在第 5 章，我们将会学习到像 if 和 for 这些控制结构，而在这些结构中声明的变量的作用域只在相应的代码块内。一般情况下，局部变量的作用域可以通过代码块（用大括号括起来的部分）判断。

尽管变量的标识符必须是唯一的，但你可以在某个代码块的内层代码块中使用相同名称的变量，则此时外部的同名变量将会暂时隐藏（结束内部代码块的执行后隐藏的外部同名变量又会出现，而内部同名变量则被释放），你任何的操作都只会影响内部代码块的局部变量。

var a 这种语法是不正确的，因为编译器没有任何可以用于自动推断类型的依据。
变量的类型也可以在运行时实现自动推断，例如：

var (
	HOME = os.Getenv("HOME")
	USER = os.Getenv("USER")
	GOROOT = os.Getenv("GOROOT")
)

这种写法主要用于声明包级别的全局变量，当你在函数体内声明局部变量时，应使用简短声明语法 :=，例如：

a := 1

4.4.2 值类型和引用类型

所有像 int、float、bool 和 string 这些基本类型都属于值类型，使用这些类型的变量直接指向存在内存中的值：

另外，像数组（第 7 章）和结构（第 10 章）这些复合类型也是值类型。

当使用等号 = 将一个变量的值赋值给另一个变量时，如：j = i，实际上是在内存中将 i 的值进行了拷贝：

你可以通过 &i 来获取变量 i 的内存地址（第 4.9 节），例如：0xf840000040（每次的地址都可能不一样）。值类型的变量的值存储在栈中。

内存地址会根据机器的不同而有所不同，甚至相同的程序在不同的机器上执行后也会有不同的内存地址。因为每台机器可能有不同的存储器布局，并且位置分配也可能不同。

更复杂的数据通常会需要使用多个字，这些数据一般使用引用类型保存。

一个引用类型的变量 r1 存储的是 r1 的值所在的内存地址（数字），或内存地址中第一个字所在的位置。

这个内存地址为称之为指针（你可以从上图中很清晰地看到，第 4.9 节将会详细说明），这个指针实际上也被存在另外的某一个字中。

同一个引用类型的指针指向的多个字可以是在连续的内存地址中（内存布局是连续的），这也是计算效率最高的一种存储形式；也可以将这些字分散存放在内存中，每个字都指示了下一个字所在的内存地址。

当使用赋值语句 r2 = r1 时，只有引用（地址）被复制。

如果 r1 的值被改变了，那么这个值的所有引用都会指向被修改后的内容，在这个例子中，r2 也会受到影响。

在 Go 语言中，指针（第 4.9 节）属于引用类型，其它的引用类型还包括 slices（第 7 章），maps（第 8 章）和 channel（第 13 章）。被引用的变量会存储在堆中，以便进行垃圾回收，且比栈拥有更大的内存空间。

4.4.4 简短形式，使用 := 赋值操作符

我们知道可以在变量的初始化时省略变量的类型而由系统自动推断，而这个时候再在 Example 4.4.1 的最后一个声明语句写上 var 关键字就显得有些多余了，因此我们可以将它们简写为 a := 50 或 b := false。

a 和 b 的类型（int 和 bool）将由编译器自动推断。

但是全局变量是允许声明但不使用。

其他的简短形式为：

同一类型的多个变量可以声明在同一行，如：

var a, b, c int   //声明

(这是将类型写在标识符后面的一个重要原因)

多变量可以在同一行进行赋值，如：

a, b, c = 5, 7, "abc"  //赋值

上面这行假设了变量 a，b 和 c 都已经被声明，否则的话应该这样使用：

a, b, c := 5, 7, "abc"  //(隐式)声明 + 赋值

右边的这些值以相同的顺序赋值给左边的变量，所以 a 的值是 5， b 的值是 7，c 的值是 "abc"。

这被称为 并行 或 同时 赋值。

如果你想要交换两个变量的值，则可以简单地使用 a, b = b, a。

(在 Go 语言中，这样省去了使用交换函数的必要)

空白标识符 _ 也被用于抛弃值，如值 5 在：_, b = 5, 7 中被抛弃。

_ 实际上是一个只写变量，你不能得到它的值。这样做是因为 Go 语言中你必须使用所有被声明的变量，但有时你并不需要使用从一个函数得到的所有返回值。

并行赋值也被用于当一个函数返回多个返回值时，比如这里的 val 和错误 err 是通过调用 Func1 函数同时得到：val, err = Func1(var1)。

4.4.5 init 函数

变量除了可以在全局声明中初始化，也可以在 init 函数中初始化。这是一类非常特殊的函数，它不能够被人为调用，而是在每个包完成初始化后自动执行，并且执行优先级比 main 函数高。

每一个源文件都可以包含且只包含一个 init 函数。初始化总是以单线程执行，并且按照包的依赖关系顺序执行。

一个可能的用途是在开始执行程序之前对数据进行检验或修复，以保证程序状态的正确性。

示例 4.6 init.go:

package trans

import "math"

var Pi float64

func init() {
   Pi = 4 * math.Atan(1) // init() function computes Pi
}

在它的 init 函数中计算变量 Pi 的初始值。

示例 4.7 user_init.go 中导入了包 trans（在相同的路径中）并且使用到了变量 Pi：

package main

import (
   "fmt"
   "./trans"
)

var twoPi = 2 * trans.Pi

func main() {
   fmt.Printf("2*Pi = %g\n", twoPi) // 2*Pi = 6.283185307179586
}

init 函数也经常被用在当一个程序开始之前调用后台执行的 goroutine，如下面这个例子当中的 backend()：

func init() {
   // setup preparations
   go backend()
}

练习 推断以下程序的输出，并解释你的答案，然后编译并执行它们。

练习 4.1 local_scope.go:

package main

var a = "G"

func main() {
   n()
   m()
   n()
}

func n() { print(a) }

func m() {
   a := "O"
   print(a)
}

练习 4.2 global_scope.go:

package main

var a = "G"

func main() {
   n()
   m()
   n()
}

func n() {
   print(a)
}

func m() {
   a = "O"
   print(a)
}

练习 4.3 function_calls_function.go

package main

var a string

func main() {
   a = "G"
   print(a)
   f1()
}

func f1() {
   a := "O"
   print(a)
   f2()
}

func f2() {
   print(a)
}

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