Golang 终极备忘录

*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。原文：[Go Ultimate: The ultimate go cheatsheet you’ll ever need
](https://medium.com/@gopherine/go-ultimate-the-ultimate-go-che...)*

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。

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你好，我是俞凡，在Motorola做过研发，现在在Mavenir做技术工作，对通信、网络、后端架构、云原生、DevOps、CICD、区块链、AI等技术始终保持着浓厚的兴趣，平时喜欢阅读、思考，相信持续学习、终身成长，欢迎一起交流学习。为了方便大家以后能第一时间看到文章，请朋友们关注公众号"DeepNoMind"，并设个星标吧，如果能一键三连(转发、点赞、在看)，则能给我带来更多的支持和动力，激励我持续写下去，和大家共同成长进步！

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