2.2　包

在很多編程語言中，為了封裝和隔離代碼，同時也為了代碼復用，都有包或者命名空間的語法要素，例如C#語言中的namespace以及Java語言中的package。Go語言中包的作用和其他語言中的庫或者模塊作用類似。

在Go語言里，包是一個非常重要的概念。它的設計理念是使用包來封裝和隔離不同的功能。這樣能夠更好地復用代碼，并對每個包內數據和方法的使用有更好的控制。

當包進行命名時，建議按如下規范進行命名：

·　包名應該全部小寫（大寫也不會報錯），不建議包含大寫或下劃線來命名。

·　包名應該簡短且簡潔，且能代表該包的主要功能。

·　包名不用復數形式，例如net/url，而不是net/urls。

·　包名盡量不要和標準庫中的包名重名，防止導入包的時候需要重命名。

Go語言中包的命名規范中有關于包名全部小寫的規定，可以更快地進行輸入，而不用進行大小寫切換。包是Go程序的基本單位，在Go語言中的聲明語法如下：

package 包名

包名告訴Go編譯器，當前文件屬于哪個包。一般來說，Go語言包的源代碼存放在一個根目錄中，其中包含一個或者多個.go文件。這些.go文件按照目錄進行分組并構建出上下級的層級結構。每組.go文件被稱為包。Go語言的每一個.go文件的package聲明前面需要用一段文字對該文件的作用進行描述。

所有的.go文件除了包的注釋和空行外，第一行都應該對包進行聲明。每個包都在一個單獨的目錄中，但不能將多個包放在同一個目錄中，也不能將同一個包中的文件分散到不同的目錄中。換句話說，同一個目錄中的所有.go文件必須屬于同一個包名，否則報錯，如圖2.1所示。

圖2.1　同一目錄下包含2個不同的包名

如果執行go build .命令，則會拋出無法加載包的錯誤（can't load package），并提示在不同的文件中找到多個包名，即在main.go文件中找到main包，而在test.go文件中找到demo2包。

如果當前編寫的Go程序要作為一個可執行的程序，那么必須包含一個main包（main包具有特殊意義，會作為可執行程序的入口）和一個main函數。聲明main包的文件在編譯時會使用所在目錄的目錄名作為生成文件的文件名。

為了更加直觀地理解Go語言包的編譯過程，我們給出一個不包含main包和main函數的文件，如示例程序2-1所示。

示例程序2-1　Go庫文件的用法：chapter02\code01\code01.go

在示例程序2-1中，注意該文件的文件名為test.go、目錄名為code01，包名和目錄名一致（為code01）。Go語言并不關心文件名，而是關心目錄名和包名。第05行的func關鍵詞聲明了一個Hello函數，注意這個函數的首字母是大寫的，這樣對包外是可見的，可以直接調用。

打開“命令提示符”窗口（在目錄go.introduce/chapter02/code01中），執行如下命令：

go install .\code01.go

或者

go install  go.introduce/chapter02/code01

如果正確執行，就會在%GOPATH%\pkg\windows_amd64\go.introduce\chapter02目錄（注意，具體目錄會根據不同的環境有所差異）中生成一個code01.a文件，如圖2.2所示。

圖2.2　code01庫文件生成

2.2.1　包的導入

Go語言中的包和實際的代碼目錄結構一致。Go中的包在外部使用時，首先需要導入。導入包時用的是包的導入路徑。Go語言的包名和包的導入路徑是不一樣的。

在Go程序中，每一個包通過唯一的字符串（例如go.introduce/chapter02/code01）作為標識符，這個標識符就是包的導入路徑。一個包的導入路徑本質是一個目錄，該目錄中包含了構成包的一個或者多個Go源代碼文件。

按照約定，包名匹配導入路徑的最后一個目錄名。例如，包的導入路徑為go.introduce/chapter02/code01，包名就為code01。導入的包名需要使用雙引號括起來。包名的路徑是相對路徑，是從%GOPATH%/src/后開始計算的，使用符號“/”作為路徑中的分隔符。

對于Go語言中的包，使用關鍵字import導入，其語法為：

import 包路徑

（1）導入多個包時，如果發現包名重名了，那么需要對導入的包進行重命名，其語法為：

import 別名 包路徑

（2）導入多個包時，可以用括號一次性導入多個包，其語法如下：

   import (
     包1路徑
     包2路徑
   ...
)

（3）有時候會采用如下方式導入包，別名是點（.）或者下劃線（_）：

   import (
     . 包路徑
     _ 包路徑
)

這個點（.）符號的含義是，在調用包的函數時，可以省略包名；下劃線（_）只用于在導入包時執行初始化操作，它并不需要使用包內的其他函數、常量等資源，而是調用了該包里面的init函數。

上面包導入的幾種模式分別代表正常模式、別名模式和簡便模式。Go編譯器會根據import語句中包的路徑，結合Go配置的環境變量GOROOT和GOPATH來查找物理磁盤上的包。例如，用import "web/api"導入一個包，編譯器就會按照如下順序進行搜索：

%GOROOT%/src/web/api
%GOPATH%/src/web/api

下面給出一個導入包的示例程序2-2。

示例程序2-2　Go導入包文件：chapter02\code02\code02.go

第01行聲明了一個main包，同時第06行還有一個main函數，表明編譯器會將它編譯為一個可執行文件。第04行導入了示例程序2-1創建的包文件。由于在Go語言中包的導入路徑末尾的目錄名一般和包名一致（也可以不一致），因此可以推斷包名為code01。第08行調用包code01對外導出的函數Hello。

打開“命令提示符”窗口（在目錄go.introduce/chapter02/code02中），執行如下命令：

go run .\code02.go

輸出結果如圖2.3所示，可見程序可以成功地調用code01包中的函數Hello。

圖2.3　code02.go運行結果

在Windows系統下，如果調用go install，就會在%GOPATH%/bin下生成code02.exe文件，如圖2.4所示。

圖2.4　code02.exe生成結果

前面提到，一般Go語言中的包名和目錄名一致。其實，也可以不一致。包名和目錄名不一致時，需要注意：目錄名使用在文件層面，例如庫的安裝路徑名、庫文件名以及被導入時的路徑；包名使用在代碼層面，例如調用包的函數時。

為了更好地理解上面的這段話，參考下面包名和目錄名不一致的示例程序2-3。

示例程序2-3　Go包名和目錄名不一致的用法示例：chapter02\code03\code03.go

可以看出，code03.go文件位于code03目錄中，但是其package名稱為demo，因此二者不一致。在這種情況下，go install生成的文件名為code03.a，但是包名仍然為demo，當我們在外部進行調用時需要用demo作為前綴。為了驗證，下面給出示例程序2-4。

示例程序2-4　Go調用demo包的用法示例：chapter02\code04\code04.go

第04行導入了示例程序2-3創建的包，由于包名為demo、目錄名為code03，因此在第08行調用Hello函數時用的是包名作為前綴的調用方式demo.Hello，而不是目錄名作為前綴的調用方式code03.Hello。

2.2.2　包的嵌套

包往往和源代碼目錄對應，目錄具有上下級關系，包也不例外。在Go語言中，包可以互相嵌套。因為，對于Go語言來說，包本質上對應一個目錄，包的嵌套就類似于在目錄中創建子目錄。用Visual Studio Code打開目錄go.introduce\chapter02\code05，并創建如圖2.5所示的目錄結構。

圖2.5　code05目錄結構

其中，code05.go定義了main包，通過import "go.introduce/chapter02/code05/app"導入了app包（app.go），而app包中通過import "go.introduce/chapter02/code05/app/config"導入了config包（config.go）。從目錄上看，config包定義在app包內部，說明一個包可以定義在另一個包的內部，實現包的嵌套。

正是由于Go語言包可以實現嵌套，即使包名在不同的路徑中是同名的，也可以通過包的路徑來區分不同包。config.go腳本如示例程序2-5所示。

示例程序2-5　config.go腳本：chapter02\code05\app\config\config.go

第03行用關鍵詞var聲明了一個變量Cver。注意，這里的變量名首字母是大寫的，表示該變量在外部是可見的。第02行是在Cver變量聲明語句上一條語句，通過雙斜線“//”的注釋方式對變量Cver進行說明（關于變量和注釋會在本章后續章節進行詳細說明，這里只要了解即可）。

變量Cver是包級別的變量，當外部導入該包時，可以直接用Cver存取該變量。app.go文件內容如示例程序2-6所示。

示例程序2-6　app.go文件內容：chapter02\code05\app\app.go

在示例程序2-6中，第03行通過import導入了config包，由于Go語言中的包采用相對路徑（相對于%GOPATH%/src/)，因此config包路徑為go.introduce/chapter02/code05/app/config，而不是app/config。第06行用關鍵詞func聲明了一個GetVer函數，返回string類型的數據。第07行直接返回config包中Cver變量的值。

2.2.3　特殊的init函數

Go包中有一種特殊的init函數，是Go編譯器自動可識別的，用于一些初始化工作。函數init和main在定義時不能有任何參數和返回值。該函數只能由Go程序自動調用，不可以被外部引用。

對于不同的包而言，如果不相互依賴，就會按照main包中import的順序調用其包中的init函數。如果包之間存在依賴關系，調用順序按照導入包順序的反序進行初始化。因此，Go語言包中的init調用順序示意圖如圖2.6所示。

圖2.6　init調用順序示意圖

從圖2.6可以看出，包導入的順序為main → app → config，所以初始化init函數的順序為config→ app → main。為了驗證Go語言是否按照上面的規則執行init函數，我們在Visual Studio Code中構建如圖2.7所示的目錄結構。

圖2.7　驗證init調用順序的code06目錄結構

為了更加方便地查看執行init函數的順序，下面將這些.go文件組合到一塊，如示例程序2-7所示。

示例程序2-7　驗證init函數的調用順序：chapter02\code06\main.go

示例程序2-7中是將4個.go文件合并到一起的，注意第05行和第17行導入包的時候用了空白標識符，這樣就可以調用包中的init()函數。在目錄go.introduce\chapter02\code06中打開“命令提示符”窗口，執行命令go run .\main.go，則會出現如圖2.8所示的輸出結果。

圖2.8　init()函數調用順序的運行結果