Lerne X in Y Minuten

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/* Mehr-
   zeiliger Kommentar */

// Wie bei Java gehört jede Quelldatei einem Paket an (Modularisierung).
// "main" ist ein besonderer Paketname, da er ein ausführbares Programm
// einleitet, im Gegensatz zu jedem anderen Namen, der eine Bibliothek
// deklariert.
package main

// Ein "import" wird verwendet, um Pakete zu deklarieren, die in dieser
// Quelldatei Anwendung finden.
import (
    "fmt"      // Ein Paket in der Go Standardbibliothek
    "net/http" // Ja, ein Webserver.
    "strconv"  // Zeichenkettenmanipulation
)

// Es folgt die Definition einer Funktion, in diesem Fall von "main". Auch hier
// ist der Name wieder besonders. "main" markiert den Eintrittspunkt des
// Programms.
func main() {
    // Println gibt eine Zeile zu stdout aus.
    // Der Prefix "fmt" bestimmt das Paket aus welchem die Funktion stammt.
    fmt.Println("Hello world!")

    // Aufruf einer weiteren Funktion definiert innerhalb dieses Pakets.
    beyondHello()
}

// Funktionen können Parameter akzeptieren. Diese werden in Klammern deklariert,
// die aber auch ohne Parameter erforderlich sind.
func beyondHello() {
    var x int // Deklaration einer Variable, muss vor Gebrauch geschehen.
    x = 3     // Zuweisung eines Werts.
    // Kurze Deklaration: Benutzen Sie ":=", um die Typisierung automatisch zu
    // folgern, die Variable zu deklarieren und ihr einen Wert zuzuweisen.
    y := 4

    // Eine Funktion mit mehreren Rückgabewerten.
    sum, prod := learnMultiple(x, y)

    fmt.Println("sum:", sum, "prod:", prod) // Simple Ausgabe
    learnTypes()                            // In < y Minuten lernen Sie mehr!
}

// Funktionen können mehrere Parameter und (mehrere!) Rückgabewerte haben.
func learnMultiple(x, y int) (sum, prod int) {
    return x + y, x * y // Wiedergabe zweier Werte
}

// Überblick über einige eingebaute Typen und Literale.
func learnTypes() {
    // Kurze Deklarationen sind die Norm.
    s := "Lernen Sie Go!" // Zeichenketten-Typ

    s2 := `Eine "raw" Zeichenkette kann
Zeilenumbrüche beinhalten.` // Selber Zeichenketten-Typ

    // nicht-ASCII Literal.  Go Quelltext ist UTF-8 kompatibel.
    g := 'Σ' // Ein Runen-Typ, alias int32, gebraucht für unicode code points.

    f := 3.14159 // float64, eine IEEE-754 64-bit Dezimalzahl
    c := 3 + 4i  // complex128, besteht intern aus zwei float64-er

    // "var"-Syntax mit Initialwert
    var u uint = 7 // Vorzeichenlos, aber die Größe ist implementationsabhängig
    var pi float32 = 22. / 7

    // Umwandlungs-Syntax mit kurzer Deklaration
    n := byte('\n') // byte ist ein Alias für uint8

    // Arrays haben bei Kompile-Zeit festgelegte Größen
    var a4 [4]int           // Ein Array mit 4 ints, alle mit Initialwert 0
    a3 := [...]int{3, 1, 5} // Ein Array mit 3 ints, Initialwerte wie angezeigt

    // "slices" haben eine dynamische Größe. Arrays und Slices haben beide ihre
    // Vorzüge, aber slices werden viel häufiger verwendet
    s3 := []int{4, 5, 9}       // Vergleichen Sie mit a3, hier: keine Ellipse
    s4 := make([]int, 4)       // Weist Speicher für 4 ints zu, alle mit Wert 0
    var d2 [][]float64         // Nur eine Deklaration, keine Speicherzuweisung
    bs := []byte("eine slice") // Umwandlungs-Syntax

    p, q := learnMemory() // Deklariert p & q als Zeiger zu einer int.
    fmt.Println(*p, *q)   // Die gibt die zwei Werte aus. "*" für den Zugriff

    // "Maps" sind dynamische Datenstrukturen mit variabler Größe. Sie sind wie
    // "hashs" oder "dictionaries" aus anderen Sprachen.
    m := map[string]int{"drei": 3, "vier": 4}
    m["eins"] = 1

    // Ungebrauchte Variablen sind Fehler in Go
    // Der Unterstrich wird verwendet, um einen Wert zu verwerfen.
    _, _, _, _, _, _, _, _, _ = s2, g, f, u, pi, n, a3, s4, bs
    // Die Ausgabe zählt natürlich auch als Gebrauch
    fmt.Println(s, c, a4, s3, d2, m)

    learnFlowControl() // Auf zum Kontrollfluss!
}

// Go ist komplett "garbage collected". Sie unterstützt Zeiger (pointers) aber
// keine Zeiger-Rechnungen. Fehler können sich durch "nil" einschleichen, jedoch
// nicht durch erhöhen eines Zeigers.
func learnMemory() (p, q *int) {
    // Die benannten Rückgabewerte p & q sind vom Typ *int
    p = new(int) // Eingebaute Funktion "new" weist neuen Speicherplatz zu
    // Der zugewiesene Speicher ist mit 0 initialisiert, p ist nicht länger nil
    s := make([]int, 20) // So weist man 20 ints nebeneinander (im Speicher) zu
    s[3] = 7             // Einer von ihnen wird ein Wert zugewiesen
    r := -2              // Deklaration einer weiteren lokalen Variable
    return &s[3], &r     // & gibt die Adresse einer Variable
}

func expensiveComputation() int {
    return 1e6
}

func learnFlowControl() {
    // Bedingte Anweisungen verlangen nach geschweiften Klammern, normale
    // Klammern um die Bedingung werden aber nicht gebraucht.
    if true {
        fmt.Println("hab's dir ja gesagt!")
    }
    // Die Formatierung ist durch den Befehl "go fmt" standardisiert
    if false {
        // nicht hier
    } else {
        // sondern hier! spielt die Musik
    }

    // Benutzen Sie ein "switch" Statement anstatt eine Anreihung von if-s
    x := 1
    switch x {
    case 0:
    case 1:
        // Einzelne Fälle fallen nicht zum nächsten durch!
    case 2:
        // wird nicht ausgeführt
    }
    // Wie bei "if", braucht "for" auch keine Klammern um die Bedingung
    for x := 0; x < 3; x++ { // ++ ist ein Statement
        fmt.Println(x, "-te Iteration")
    }
    // Ab hier gilt wieder: x == 1

    // For ist die einzige Schleifenform in Go, sie hat aber mehrere Formen:
    for { // Endlosschleife
        break    // nur ein Spaß
        continue // wird nie ausgeführt
    }

    // Wie bei for, bedeutet := in einer bedingten Anweisung zunächst die
    // Zuweisung und erst dann die Überprüfung der Bedingung.
    if y := expensiveComputation(); y > x {
        x = y
    }
    // Funktionsliterale sind "closures"
    xBig := func() bool {
        return x > 100 // Verweist auf x, deklariert vor dem switch
    }
    fmt.Println("xBig:", xBig()) // true (im moment gilt: x == 1e6)
    x /= 1e5                     // dies macht x == 10
    fmt.Println("xBig:", xBig()) // jetzt: false

    // Wenn Sie's brauchen, werden Sie's lieben!
    goto love
love:

    learnInterfaces() // Jetzt zum interessanten Teil!
}

// Definiere "Stringer" als ein Interface mit einer Methode: String
type Stringer interface {
    String() string
}

// Definiere ein Paar als struct mit zwei Feldern, Integers mit Namen x & y.
type pair struct {
    x, y int
}

// Definiere eine Methode von "pair".
// Dieser Typ erfüllt jetzt das Stringer interface.
func (p pair) String() string { // p ist der Empfänger
    // Sprintf ist eine weitere öffentliche Funktion von fmt.
    // Der Syntax mit Punkt greift auf die Felder zu.
    return fmt.Sprintf("(%d, %d)", p.x, p.y)
}

func learnInterfaces() {
    // Der Klammer-Syntax ist ein "struct literal". Es ist ein vollkommen
    // initialisiertes struct. Der := Syntax deklariert und initialisiert p.
    p := pair{3, 4}
    fmt.Println(p.String()) // Aufruf der String() Methode von p.
    var i Stringer          // Deklariere i vom Typ: Stringer
    i = p                   // Ok, weil p auch vom Typ Stringer ist.
    // Aufruf der String Methode von i, gleiche Ausgabe wie zuvor.
    fmt.Println(i.String())

    // Funktionen des fmt-Pakets rufen die String() Methode auf um eine
    // druckbare Variante des Empfängers zu erhalten.
    fmt.Println(p) // gleiche Ausgabe wie zuvor
    fmt.Println(i) // und wieder die gleiche Ausgabe wie zuvor

    learnErrorHandling()
}

func learnErrorHandling() {
    // Das ", ok" Idiom wird häufig verwendet um zu überprüfen ob etwas schief
    // gegangen ist.
    m := map[int]string{3: "drei", 4: "vier"}
    if x, ok := m[1]; !ok { // ok wird false sein, da 1 nicht in der map ist.
        fmt.Println("keine eins gefunden")
    } else {
        fmt.Print(x) // x wäre der Wert, wenn er in der map wäre.
    }
    // Ein Fehler-Wert (error value) gibt mehr Informationen über den Grund für
    // das Problem an.
    if _, err := strconv.Atoi("nicht-int"); err != nil { // _ verwirft den Wert
        // Gibt: "strconv.ParseInt: parsing "nicht-int": invalid syntax" aus
        fmt.Println(err)
    }
    // Wir kommen bald nochmal auf Interfaces zurück. Aber inzwischen:
    learnConcurrency()
}

// c ist ein Kanal, ein sicheres Kommunikationsmedium.
func inc(i int, c chan int) {
    c <- i + 1 // <- ist der "send" Operator, wenn ein Kanal auf der Linken ist
}

// Wir verwenden "inc" um Zahlen parallel zu erhöhen.
func learnConcurrency() {
    // Die selbe "make"-Funktion wie vorhin. Sie initialisiert Speicher für
    // maps, slices und Kanäle.
    c := make(chan int)
    // Starte drei parallele "Goroutines".
    // Die Zahlen werden parallel (concurrently) erhöht.
    // Alle drei senden ihr Ergebnis in den gleichen Kanal.
    go inc(0, c) // "go" ist das Statement zum Start einer neuen Goroutine
    go inc(10, c)
    go inc(-805, c)
    // Auslesen und dann Ausgeben der drei berechneten Werte.
    // Man kann nicht im voraus feststellen in welcher Reihenfolge die Werte
    // ankommen.
    fmt.Println(<-c, <-c, <-c) // mit dem Kanal rechts ist <- der Empfangs-Operator

    cs := make(chan string)       // ein weiterer Kanal, diesmal für strings
    cc := make(chan chan string)  // ein Kanal für string Kanäle

    // Start einer neuen Goroutine, nur um einen Wert zu senden
    go func() { c <- 84 }()
    go func() { cs <- "wortreich" }() // schon wieder, diesmal für
    // "select" hat eine Syntax wie ein switch Statement, aber jeder Fall ist
    // eine Kanaloperation. Es wählt einen Fall zufällig aus allen, die
    // kommunikationsbereit sind, aus.
    select {
    case i := <-c: // der empfangene Wert kann einer Variable zugewiesen werden
        fmt.Printf("es ist ein: %T", i)
    case <-cs: // oder der Wert kann verworfen werden
        fmt.Println("es ist eine Zeichenkette!")
    case <-cc: // leerer Kanal, nicht bereit für den Empfang
        fmt.Println("wird nicht passieren.")
    }
    // Hier wird eine der beiden Goroutines fertig sein, die andere nicht.
    // Sie wird warten bis der Wert den sie sendet von dem Kanal gelesen wird.

    learnWebProgramming() // Go kann es und Sie hoffentlich auch bald.
}

// Eine einzige Funktion aus dem http-Paket kann einen Webserver starten.
func learnWebProgramming() {
    // Der erste Parameter von "ListenAndServe" ist eine TCP Adresse, an die
    // sich angeschlossen werden soll.
    // Der zweite Parameter ist ein Interface, speziell: ein http.Handler
    err := http.ListenAndServe(":8080", pair{})
    fmt.Println(err) // Fehler sollte man nicht ignorieren!
}

// Wir lassen "pair" das http.Handler Interface erfüllen, indem wir seine einzige
// Methode implementieren: ServeHTTP
func (p pair) ServeHTTP(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    // Senden von Daten mit einer Methode des http.ResponseWriter
    w.Write([]byte("Sie haben Go in Y Minuten gelernt!"))
}