interview/questions/13-Golang语言/Golang基础语法.md

# Golang 基础语法

## 问题

1. Go 的值类型和引用类型有哪些？
2. Go 的切片和数组有什么区别？
3. Go 的 map 是线程安全的吗？如何实现线程安全？
4. Go 的 defer 执行顺序和作用是什么？
5. Go 的接口（interface）是如何实现的？鸭子类型是什么？
6. Go 的 struct 可以比较吗？什么时候可以比较，什么时候不可以？
7. Go 的 new 和 make 有什么区别？

---

## 标准答案

### 1. 值类型 vs 引用类型

#### **值类型**
- 基本类型：`int`、`float`、`bool`、`string`
- 数组：`[n]int`
- 结构体：`struct`

**特点**：直接存储值，拷贝时复制整个值

#### **引用类型**
- 切片：`[]T`
- 映射：`map[K]V`
- 通道：`chan T`
- 接口：`interface{}`
- 指针：`*T`

**特点**：存储引用地址，拷贝时只复制引用

**示例**：
```go
// 值类型
a := 1
b := a  // 拷贝值
b = 2
fmt.Println(a) // 1（不受影响）

// 引用类型
s1 := []int{1, 2, 3}
s2 := s1  // 拷贝引用（指向同一个底层数组）
s2[0] = 999
fmt.Println(s1) // [999 2 3]（受影响）
```

---

### 2. 切片 vs 数组

#### **数组（Array）**

```go
// 数组：固定长度
var arr [5]int  // 长度为 5 的数组
arr := [3]int{1, 2, 3}
arr2 := [...]int{1, 2, 3}  // 自动推导长度

// 数组是值类型
arr3 := arr
arr3[0] = 999
fmt.Println(arr)  // [1 2 3]（不受影响）
```

**特点**：
- 长度固定（类型的一部分）
- 值类型（拷贝时复制整个数组）
- 很少直接使用

---

#### **切片（Slice）**

```go
// 切片：动态长度
s := []int{1, 2, 3}
s = append(s, 4)  // 动态追加

// 切片的三部分
// 1. 指针：指向底层数组
// 2. 长度：当前元素个数
// 3. 容量：底层数组的总大小

// 切片的底层结构
type slice struct {
    array unsafe.Pointer  // 指向底层数组
    len   int             // 长度
    cap   int             // 容量
}
```

**切片扩容机制**：
```go
s := make([]int, 0, 3)  // len=0, cap=3
s = append(s, 1)  // len=1, cap=3
s = append(s, 2)  // len=2, cap=3
s = append(s, 3)  // len=3, cap=3
s = append(s, 4)  // len=4, cap=6（扩容！容量翻倍）
```

**扩容策略**：
- 容量 < 1024：翻倍
- 容量 ≥ 1024：增长 1.25 倍

---

### 3. Map 的线程安全问题

#### **Go 的 map 不是线程安全的**

```go
var m = make(map[int]int)

// ❌ 并发写入会 panic
go func() {
    m[1] = 1
}()

go func() {
    m[2] = 2
}()

// panic: concurrent map writes
```

---

#### **解决方案 1：加锁**

```go
import "sync"

var (
    m   = make(map[int]int)
    mu sync.Mutex
)

func write(key, value int) {
    mu.Lock()
    m[key] = value
    mu.Unlock()
}

func read(key int) int {
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()
    return m[key]
}
```

---

#### **解决方案 2：sync.Map**

**适用场景**：
- 读多写少
- Key 的集合稳定（少量增删）

```go
var m sync.Map

// 写入
m.Store(1, "one")
m.Store(2, "two")

// 读取
if val, ok := m.Load(1); ok {
    fmt.Println(val.(string))
}

// 删除
m.Delete(1)

// 遍历
m.Range(func(key, value interface{}) bool {
    fmt.Println(key, value)
    return true  // 继续遍历
})
```

**sync.Map 底层实现**：
- `read`：只读 map（无锁，atomic）
- `dirty`：读写 map（加锁）
- `misses`：统计 read 未命中次数，达到阈值时提升 dirty 到 read

---

### 4. defer 的执行顺序

#### **特点**

1. **defer 后进先出（LIFO）**
2. **在函数返回前执行**
3. **可以修改返回值**

---

#### **示例 1：执行顺序**

```go
func example() {
    defer fmt.Println("defer 1")
    defer fmt.Println("defer 2")
    defer fmt.Println("defer 3")

    fmt.Println("main")
}

// 输出：
// main
// defer 3
// defer 2
// defer 1
```

---

#### **示例 2：修改返回值**

```go
func add(a, b int) (result int) {
    defer func() {
        result += 10  // 修改返回值
    }()

    result = a + b
    return result
}

func main() {
    r := add(1, 2)
    fmt.Println(r)  // 13（1 + 2 + 10）
}
```

---

#### **示例 3：defer 与 panic**

```go
func example() {
    defer func() {
        if err := recover(); err != nil {
            fmt.Println("recover:", err)
        }
    }()

    defer fmt.Println("defer 1")

    panic("error")
    defer fmt.Println("defer 2")  // 不会执行
}

// 输出：
// defer 1
// recover: error
```

---

### 5. 接口（Interface）

#### **接口的定义**

```go
type Speaker interface {
    Speak() string
}

type Dog struct {
    Name string
}

func (d Dog) Speak() string {
    return "汪汪"
}

type Cat struct {
    Name string
}

func (c Cat) Speak() string {
    return "喵喵"
}
```

---

#### **鸭子类型（Duck Typing）**

```go
// Go 不需要显式声明实现了接口
// 只要实现了接口的所有方法，就自动实现了该接口

func MakeSound(s Speaker) {
    fmt.Println(s.Speak())
}

func main() {
    dog := Dog{Name: "旺财"}
    cat := Cat{Name: "咪咪"}

    MakeSound(dog)  // 汪汪
    MakeSound(cat)  // 喵喵
}
```

---

#### **接口的零值**

```go
var s Speaker
fmt.Println(s == nil)  // true

// 接口内部存储：(type, value)
// type = nil, value = nil 时，接口才等于 nil
```

---

#### **类型断言**

```go
func checkType(i interface{}) {
    switch v := i.(type) {
    case int:
        fmt.Println("int:", v)
    case string:
        fmt.Println("string:", v)
    case Dog:
        fmt.Println("Dog:", v.Name)
    default:
        fmt.Println("unknown type")
    }
}
```

---

### 6. Struct 的比较

#### **可比较的 Struct**

```go
type Point struct {
    X int
    Y int
}

p1 := Point{X: 1, Y: 2}
p2 := Point{X: 1, Y: 2}
fmt.Println(p1 == p2)  // true

// 条件：
// 1. 所有字段都是可比较的
// 2. 字段类型相同
// 3. 字段值相同
```

---

#### **不可比较的 Struct**

```go
type Foo struct {
    m map[string]int  // map 不可比较
}

f1 := Foo{m: make(map[string]int)}
f2 := Foo{m: make(map[string]int)}
// f1 == f2  // 编译错误：map 不可比较

// 其他不可比较类型：
// - slice
// - map
// - function
// - 包含这些类型的 struct
```

---

### 7. new vs make

#### **new**

```go
// new: 分配内存，返回指针
p1 := new(int)
fmt.Println(p1)      // 0xc0000140a0（地址）
fmt.Println(*p1)     // 0（零值）

// 等价于
var p2 int
fmt.Println(&p2)     // 0xc0000140b0
```

**适用**：所有类型（基本类型、结构体）

---

#### **make**

```go
// make: 只用于创建 slice、map、chan
// 返回初始化后的值（非指针）

// 切片
s := make([]int, 3, 5)  // len=3, cap=5

// map
m := make(map[string]int)

// channel
ch := make(chan int, 10)
```

**适用**：
- `slice`
- `map`
- `channel`

---

#### **对比**

| 特性 | new | make |
|------|-----|------|
| **返回类型** | 指针 | 值 |
| **适用类型** | 所有类型 | slice、map、chan |
| **初始化** | 零值 | 初始化后可用 |

---

### 8. 阿里 P7 加分项

**深度理解**：
- 理解 slice 的底层实现（数组、指针、长度、容量）
- 理解 map 的扩容机制和哈希冲突解决
- 理解 interface 的动态派发和类型断言

**实战经验**：
- 有处理并发 map 问题的经验
- 有 defer 导致的性能问题（defer 循环中的大锁）
- 有接口设计的最佳实践

**性能优化**：
- 理解如何减少内存分配（对象池、sync.Pool）
- 理解如何优化 slice 的扩容（预分配容量）
- 理解如何减少锁竞争（分片锁、无锁编程）