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Golang 终极备忘录

作者：DeepNoMind 2025-02-17 14:48:14

本文提供了一份详尽的 Golang速查表格，涵盖了数据结构、控制流、错误处理、反思等多个方面的语法和功能，以帮助开发者高效使用 Golang。

说实话，要记住多种不同编程语言的语法和功能确实很让人头疼。我就曾经在使用不同语言的过程中，发现自己忘记了 Go 的某个可以让代码更简洁、高效的功能。因此我决定为 Go 编写这份小册子，帮助那些想深入了解 Go 强大功能的开发人员，让他们不用一直琢磨："等等，我该怎么做？"

数组和切片操作

Go 的数组和切片是处理集合的基本数据结构：

数据结构	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Array	`var arr [n]T`	O(1)	O(n)	声明一个固定大小为 `n`、类型为 `T` 的数组。
	`arr[index]`	O(1)	O(1)	访问指定索引处的元素。
	`arr[index] = value`	O(1)	O(1)	更新指定索引处的元素。

切片

数据结构	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Slice	`slice := arr[start:end]`	O(1)	O(1)	从数组或另一个切片创建切片。
	`slice := make([]T, length, capacity)`	O(1)	O(n)	创建具有指定长度和容量的切片。
	`append(slice, value)`	分摊 O(1)	O(n)	将元素追加到切片尾部。
	`len(slice)`	O(1)	O(1)	返回切片中元素个数。
	`cap(slice)`	O(1)	O(1)	返回切片容量。
	`copy(dst, src)`	O(n)	O(1)	将元素从 `src` 拷贝到 `dst`。

Map 和结构操作

数据结构	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Map	`m := make(map[K]V)`	O(1)	O(n)	创建一个新的空映射，键类型为 `K`，值类型为 `V`。
	`m[key] = value`	平均 O(1)	O(1)	在映射中插入或更新键值对。
	`value = m[key]`	平均 O(1)	O(1)	检索与键关联的值。
	`delete(m, key)`	平均 O(1)	O(1)	从映射中删除键值对。
	`value, exists := m[key]`	平均 O(1)	O(1)	检查映射中是否存在键。
	`len(m)`	O(1)	O(1)	返回映射中键值对的个数。

结构

数据结构	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Struct	`type Person struct { Name string }`	O(1)	O(1)	定义新数据类型 `Person`。
	`p := Person{Name: "Alice"}`	O(1)	O(1)	创建 `Person` 的新实例。
	`p.Name`	O(1)	O(1)	访问或修改结构体中的字段。
	Embedded Structs	O(1)	O(1)	结构体可以包含其他结构体。
	Tags	O(1)	O(1)	结构字段可以有元数据标记。

字符串和迭代器操作

函数	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Length	`len(s)`	O(1)	O(1)	返回字符串长度。
Concatenation	`s = s1 + s2`	O(n)	O(n)	连接两个字符串。
Substring	`substr = s[start:end]`	O(1)	O(1)	从字符串中获取子串。
Contains	`strings.Contains(s, substr)`	O(n)	O(1)	检查 `s` 是否包含子串 `substr`。
Split	`strings.Split(s, sep)`	O(n)	O(n)	用 `sep` 切割字符串。
Replace	`strings.Replace(s, old, new, n)`	O(n)	O(n)	将‘ old ’替换为‘ new ’。
ToUpper	`strings.ToUpper(s)`	O(n)	O(n)	将字符串转换为大写。
TrimSpace	`strings.TrimSpace(s)`	O(n)	O(n)	去除字符串前后的空白。
Index	`strings.Index(s, substr)`	O(n)	O(1)	返回 `substr` 第一次出现的索引。
Join	`strings.Join(slice, sep)`	O(n)	O(n)	将切片的元素连接成单个字符串。

迭代

循环类型	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
For Loop	`for i := 0; i < n; i++ {}`	O(n)	O(1)	从 `0` 到 `n-1` 的标准循环。
For Range	`for index, value := range collection {}`	O(n)	O(1)	迭代集合中的元素。
Infinite Loop	`for { /* code */ }`	看情况	O(1)	创建无限循环，直到满足中断条件。

Goroutine

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Start	`go functionName()`	O(1)	O(1)	启动一个执行 `functionName` 的 goroutine。

通道（Channel）

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Create	`ch := make(chan T)`	O(1)	O(1)	创建类型为 `T` 的非缓冲通道。
Buffered	`ch := make(chan T, capacity)`	O(1)	O(n)	创建特定容量的缓冲通道。
Send	`ch <- value`	O(1)	O(1)	向通道发送值。
Receive	`value := <-ch`	O(1)	O(1)	从通道接收值。
Close	`close(ch)`	O(1)	O(1)	关闭通道。
Select	`select { case ... }`	O(1) per case	O(1)	等待多通道操作。
Default Case	`default:`	O(1)	O(1)	当没有其他事件发生时执行。

同步原语

原语	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
WaitGroup	`var wg sync.WaitGroup`	O(1)	O(1)	同步多个 goroutine。
	`wg.Add(delta)`	O(1)	O(1)	向WaitGroup计数器增加 `delta`。
	`wg.Done()`	O(1)	O(1)	WaitGroup计数器减1。
	`wg.Wait()`	O(1)	O(1)	阻塞直到WaitGroup计数器为零。
Mutex	`var mu sync.Mutex`	O(1)	O(1)	确保临界区互斥。
	`mu.Lock()`	O(1)	O(1)	锁定互斥对象。
	`mu.Unlock()`	O(1)	O(1)	解锁互斥对象。
RWMutex	`var rwmu sync.RWMutex`	O(1)	O(1)	允许多读单写。
	`rwmu.RLock()`	O(1)	O(1)	锁定读互斥锁。
	`rwmu.RUnlock()`	O(1)	O(1)	解锁读互斥锁。
	`rwmu.Lock()`	O(1)	O(1)	锁定写互斥锁。
	`rwmu.Unlock()`	O(1)	O(1)	解锁写互斥锁。
Once	`var once sync.Once`	O(1)	O(1)	确保函数只被调用一次。
	`once.Do(func())`	O(1)	O(1)	如果尚未完成，则调用该函数。
Cond	`var cond *sync.Cond`	O(1)	O(1)	实现条件变量。
	`cond.Wait()`	O(1)	O(1)	等待信号。
	`cond.Signal()`	O(1)	O(1)	唤醒一个等待的 goroutine。
	`cond.Broadcast()`	O(1)	O(1)	唤醒所有等待的 goroutine。

文件 I/O 和系统操作

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Open File	`file, err := os.Open(filename)`	O(1)*	O(1)	打开准备读取的文件。
Create File	`file, err := os.Create(filename)`	O(1)*	O(1)	创建或打开用于写入的文件。
Read	`n, err := file.Read(buf)`	O(n)*	O(1)	将数据读取到缓冲区 `buf`。
Write	`n, err := file.Write(data)`	O(n)*	O(1)	将数据从 `data` 写入文件。
Close	`err := file.Close()`	O(1)*	O(1)	关闭文件。
Stat	`info, err := os.Stat(filename)`	O(1)*	O(1)	获取文件信息。
Remove	`err := os.Remove(filename)`	O(1)*	O(1)	删除文件。

错误处理和调试

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Create	`err := errors.New("message")`	O(1)	O(1)	创建带描述消息的新错误。
Return	`return value, err`	O(1)	O(1)	返回错误。
Check	`if err != nil { /* handle */ }`	O(1)	O(1)	检查是否发生错误。
Wrap Error	`fmt.Errorf("... %w", err)`	O(1)	O(1)	用附加上下文包装现有错误。
Unwrap	`errors.Unwrap(err)`	O(1)	O(1)	检索链中的下一个错误。
Is	`errors.Is(err, targetErr)`	O(n)	O(1)	检查错误是否与目标错误匹配。
As	`errors.As(err, &targetType)`	O(n)	O(1)	检查是否可以将错误强制转换为特定类型。

调试

工具	语法	描述
`fmt.Printf`	`fmt.Printf("Value: %v", value)`	为调试目的格式化并打印变量。
`log.Fatal`	`log.Fatal(err)`	记录错误消息并退出。
`panic`	`panic("message")`	停止执行并打印堆栈跟踪。
`recover`	`recover()`	从延迟函数的panic中恢复。

反射

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Get Type	`t := reflect.TypeOf(x)`	O(1)	O(1)	获取 `x` 的类型。
Get Value	`v := reflect.ValueOf(x)`	O(1)	O(1)	获取 `x` 的值。
Set Value	`v.Set(newValue)`	O(1)	O(1)	设置新值; `v` 必须是可设置的。
Kind	`k := t.Kind()`	O(1)	O(1)	获取类型种类 (`struct`, `int`, 等等)。
NumField	`n := t.NumField()`	O(1)	O(1)	获取结构中字段的数目。
Field	`f := v.Field(i)`	O(1)	O(1)	通过索引访问字段。

同步软件包

原语	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
sync.Map	`var m sync.Map`	O(1)	O(n)	支持并发安全的映射。
	`m.Store(key, value)`	O(1)	O(1)	保存键值对。
	`value, ok := m.Load(key)`	O(1)	O(1)	通过键获取值。
	`m.Delete(key)`	O(1)	O(1)	删除键值对。
	`m.Range(func(k, v interface{}) bool)`	O(n)	O(1)	迭代所有键值对。
sync.Pool	`var p = sync.Pool{New: func() interface{} {}}`	O(1)	O(n)	临时对象池。
	`p.Get()`	O(1)	O(1)	从池中检索对象。
	`p.Put(x)`	O(1)	O(1)	返回对象到对象池。

上下文软件包

操作	语法	描述
Background	`ctx := context.Background()`	返回空上下文。
WithCancel	`ctx, cancel := context.WithCancel(parentCtx)`	创建一个可取消的上下文。
WithTimeout	`ctx, cancel := context.WithTimeout(parentCtx, duration)`	设置超时时间。
WithValue	`ctx := context.WithValue(parentCtx, key, value)`	向上下文添加一个值。
Done	`<-ctx.Done()`	等待上下文被取消或超时。
Err	`err := ctx.Err()`	返回错误，解释上下文被取消的原因。

JSON 编解码

操作	语法	时间复杂度	空间复杂度	描述
Marshal	`data, err := json.Marshal(v)`	O(n)	O(n)	将 Go 值 `v` 转成 JSON。
Unmarshal	`err := json.Unmarshal(data, &v)`	O(n)	O(n)	将JSON数据解析为 Go 值 `v`.
Decoder	`dec := json.NewDecoder(r)`	O(1)	O(1)	从 `io.Reader` 创建JSON解码器。
Encoder	`enc := json.NewEncoder(w)`	O(1)	O(1)	创建一个写入 `io.Writer` 的JSON编码器。

从基础数据结构、并发性到高级系统操作和错误处理，本手册是深入探索 Golang 的入口，但真正的探索始于你自己的项目和贡献。

责任编辑：赵宁宁来源： DeepNoMind

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