指针和错误

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指针和错误
​你可以在这里找到本章的所有代码​
我们在上一节中学习了结构体（structs），它可以组合与一个概念相关的一系列值。
你有时可能想用结构体来管理状态，通过将方法暴露给用户的方式，让他们在你可控的范围内修改状态。
金融科技行业都喜欢 Go 和比特币吧？那就来看看我们能创造出多么惊人的银行系统。
首先声明一个 Wallet（钱包）结构体，我们可以利用它存放 Bitcoin（比特币）。
首先写测试
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func TestWallet(t *testing.T) {
2
​
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    wallet := Wallet{}
4
​
5
    wallet.Deposit(10)
6
​
7
    got := wallet.Balance()
8
    want := 10
9
​
10
    if got != want {
11
        t.Errorf("got %d want %d", got, want)
12
    }
13
}
Copied!
在前面的示例中，我们直接使用字段名称访问字段，但是在 非常强调安全性的钱包 中，我们不想暴露自己的内部状态，而是通过方法来控制访问的权限。
尝试运行测试
./wallet_test.go:7:12: undefined: Wallet
为测试的运行编写最少量的代码并检查失败测试的输出
编译器不知道 Wallet 是什么，所以让我们告诉它。
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type Wallet struct { }
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现在我们已经生成了自己的钱包，尝试再次运行测试
1
./wallet_test.go:9:8: wallet.Deposit undefined (type Wallet has no field or method Deposit)
2
./wallet_test.go:11:15: wallet.Balance undefined (type Wallet has no field or method Balance)
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正如所料，我们需要定义这些方法以使测试通过。
请记住，只做足够让测试运行的事情。我们需要确保测试失败时，显示清晰的错误信息。
1
func (w Wallet) Deposit(amount int) {
2
​
3
}
4
​
5
func (w Wallet) Balance() int {
6
    return 0
7
}
Copied!
如果你对此语法不熟悉，请重新阅读结构体章节。
测试现在应该编译通过了，然后运行
wallet_test.go:15: got 0 want 10
编写足够的代码使其通过
结构中需要一些 balance（余额）变量来存储状态
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type Wallet struct {
2
    balance int
3
}
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在 Go 中，如果一个符号（例如变量、类型、函数等）是以小写符号开头，那么它在 定义它的包之外 就是私有的。
在我们的例子中，我们只想让自己的方法修改这个值，而其他的不可以。
记住，我们可以使用「receiver」变量访问结构体内部的 balance 字段。
1
func (w Wallet) Deposit(amount int) {
2
    w.balance += amount
3
}
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​
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func (w Wallet) Balance() int {
6
    return w.balance
7
}
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现在我们的事业在金融科技的保护下，将会运行并轻松的通过测试
wallet_test.go:15: got 0 want 10
为什么报错了？
这让人很困惑，我们的代码看上去没问题，我们在余额中添加了新的金额，然后余额的方法应该返回它当前的状态值。
在 Go 中，当调用一个函数或方法时，参数会被复制。
当调用 func (w Wallet) Deposit(amount int) 时，w 是来自我们调用方法的副本。
不需要太过计算机化，当你创建一个值，例如一个 wallet，它就会被存储在内存的某处。你可以用 &myval 找到那块内存的地址。
通过在代码中添加一些 prints 来试验一下
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func TestWallet(t *testing.T) {
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​
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    wallet := Wallet{}
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​
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    wallet.Deposit(10)
6
​
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    got := wallet.Balance()
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​
9
    fmt.Println("address of balance in test is", &wallet.balance)
10
​
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    want := 10
12
​
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    if got != want {
14
        t.Errorf("got %d want %d", got, want)
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    }
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}
Copied!
1
func (w Wallet) Deposit(amount int) {
2
    fmt.Println("address of balance in Deposit is", &w.balance)
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    w.balance += amount
4
}
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现在重新运行测试
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address of balance in Deposit is 0xc420012268
2
address of balance in test is 0xc420012260
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可以看出两个 balance 的地址是不同的。因此，当我们在代码中更改 balance 的值时，我们处理的是来自测试的副本。因此，balance 在测试中没有被改变。
我们可以用 指针 来解决这个问题。指针让我们 指向 某个值，然后修改它。所以，我们不是拿钱包的副本，而是拿一个指向钱包的指针，这样我们就可以改变它。
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func (w *Wallet) Deposit(amount int) {
2
    w.balance += amount
3
}
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​
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func (w *Wallet) Balance() int {
6
    return w.balance
7
}
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不同之处在于，接收者类型是 *Wallet 而不是 Wallet，你可以将其解读为「指向 wallet 的指针」。
尝试重新运行测试，它们应该可以通过了。
重构
我们曾说过我们正在制做一个比特币钱包，但到目前为止我们还没有提到它们。我们一直在使用 int，因为当用来计数时它是不错的类型！
为此创建一个结构体似乎有点过头了。就 int 的表现来说已经很好了，但问题是它不具有描述性。
Go 允许从现有的类型创建新的类型。
语法是 type MyName OriginalType
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type Bitcoin int
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​
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type Wallet struct {
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    balance Bitcoin
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}
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​
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func (w *Wallet) Deposit(amount Bitcoin) {
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    w.balance += amount
9
}
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​
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func (w *Wallet) Balance() Bitcoin {
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    return w.balance
13
}
Copied!
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func TestWallet(t *testing.T) {
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​
3
    wallet := Wallet{}
4
​
5
    wallet.Deposit(Bitcoin(10))
6
​
7
    got := wallet.Balance()
8
​
9
    want := Bitcoin(10)
10
​
11
    if got != want {
12
        t.Errorf("got %d want %d", got, want)
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    }
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}
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要生成 Bitcoin（比特币），你只需要用 Bitcoin(999) 的语法就可以了。
类型别名有一个有趣的特性，你还可以对它们声明 方法。当你希望在现有类型之上添加一些领域内特定的功能时，这将非常有用。
​让我们实现 Bitcoin 的 Stringer 方法​
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type Stringer interface {
2
    String() string
3
}
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这个接口是在 fmt 包中定义的。当使用 %s 打印格式化的字符串时，你可以定义此类型的打印方式。
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func (b Bitcoin) String() string {
2
    return fmt.Sprintf("%d BTC", b)
3
}
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如你所见，在类型别名上创建方法的语法与结构上的语法相同。
接下来，我们需要更新测试中的格式化字符串，以便它们将使用 String() 方法。
1
    if got != want {
2
        t.Errorf("got %s want %s", got, want)
3
    }
Copied!
为了看到这一点，故意令测试失败我们就能看到
wallet_test.go:18: got 10 BTC want 20 BTC
这使得我们的测试更加清晰。
下一个需求是 Withdraw（提取）函数。
先写测试
几乎跟 Deposit() 相反
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func TestWallet(t *testing.T) {
2
​
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    t.Run("Deposit", func(t *testing.T) {
4
        wallet := Wallet{}
5
​
6
        wallet.Deposit(Bitcoin(10))
7
​
8
        got := wallet.Balance()
9
​
10
        want := Bitcoin(10)
11
​
12
        if got != want {
13
            t.Errorf("got %s want %s", got, want)
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        }
15
    })
16
​
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    t.Run("Withdraw", func(t *testing.T) {
18
        wallet := Wallet{balance: Bitcoin(20)}
19
​
20
        wallet.Withdraw(10)
21
​
22
        got := wallet.Balance()
23
​
24
        want := Bitcoin(10)
25
​
26
        if got != want {
27
            t.Errorf("got %s want %s", got, want)
28
        }
29
    })
30
​
31
}
Copied!
尝试运行测试
./wallet_test.go:26:9: wallet.Withdraw undefined (type Wallet has no field or method Withdraw)
为测试的运行编写最少量的代码并检查失败测试的输出
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func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) {
2
​
3
}
Copied!
wallet_test.go:33: got 20 BTC want 10 BTC
编写足够的代码使其通过
1
func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) {
2
    w.balance -= amount
3
}
Copied!
重构
在我们的测试中有一些重复部分，我们来重构一下。
1
func TestWallet(t *testing.T) {
2
​
3
    assertBalance := func(t *testing.T, wallet Wallet, want Bitcoin) {
4
        got := wallet.Balance()
5
​
6
        if got != want {
7
            t.Errorf("got %s want %s", got, want)
8
        }
9
    }
10
​
11
    t.Run("Deposit", func(t *testing.T) {
12
        wallet := Wallet{}
13
        wallet.Deposit(Bitcoin(10))
14
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
15
    })
16
​
17
    t.Run("Withdraw", func(t *testing.T) {
18
        wallet := Wallet{balance: Bitcoin(20)}
19
        wallet.Withdraw(Bitcoin(10))
20
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
21
    })
22
​
23
}
Copied!
如果你试图从账户中取出更多的钱，会发生什么？目前，我们的要求是假定没有透支设备。
我们如何在使用 Withdraw 时标记出现的问题呢？
在 Go 中，如果你想指出一个错误，通常你的函数要返回一个 err，以便调用者检查并执行相应操作。
让我们在测试中试试。
先写测试
1
t.Run("Withdraw insufficient funds", func(t *testing.T) {
2
    startingBalance := Bitcoin(20)
3
    wallet := Wallet{startingBalance}
4
    err := wallet.Withdraw(Bitcoin(100))
5
​
6
    assertBalance(t, wallet, startingBalance)
7
​
8
    if err == nil {
9
        t.Error("wanted an error but didn't get one")
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    }
11
})
Copied!
如果 你尝试取出超过你余额的比特币，我们想让 Withdraw 返回一个错误，而余额应该保持不变。
然后，如果测试失败，我们检查错误是否为 nil。
nil 是其他编程语言的 null。错误可以是 nil，因为返回类型是 error，这是一个接口。如果你看到一个函数，它接受参数或返回值的类型是接口，它们就可以是 nil。
如果你尝试访问一个值为 nil 的值，它将会引发 运行时的 panic。这很糟糕！你应该确保你检查了 nil 的值。
尝试运行测试
./wallet_test.go:31:25: wallet.Withdraw(Bitcoin(100)) used as value
错误信息可能不太清楚，但我们之前对于 Withdraw 的意图只是调用它，它永远不会返回一个值。为了使它编译通过，我们需要更改它，以便它有一个返回类型。
为测试的运行编写最少量的代码并检查失败测试的输出
1
func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) error {
2
    w.balance -= amount
3
    return nil
4
}
Copied!
再次强调，编写足够的代码来满足编译器的要求是非常重要的。我们纠正了自己的 Withdraw 方法返回 error，现在我们必须返回 一些东西，所以我们就返回 nil 好了。
编写足够的代码使其通过
1
func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) error {
2
​
3
    if amount > w.balance {
4
        return errors.New("oh no")
5
    }
6
​
7
    w.balance -= amount
8
    return nil
9
}
Copied!
记住要将 errors 导入到代码中。
errors.New 创建了一个新的 error，并带有你选择的消息。
重构
让我们为错误检查做一个快速测试的助手方法，以帮助我们的测试读起来更清晰。
1
assertError := func(t *testing.T, err error) {
2
    if err == nil {
3
        t.Error("wanted an error but didnt get one")
4
    }
5
}
Copied!
并且在我们的测试中
1
t.Run("Withdraw insufficient funds", func(t *testing.T) {
2
    wallet := Wallet{Bitcoin(20)}
3
    err := wallet.Withdraw(Bitcoin(100))
4
​
5
    assertBalance(t, wallet, Bitcoin(20))
6
    assertError(t, err)
7
})
Copied!
希望在返回「oh no」的错误时，你会认为我们可能会迭代这个问题，因为它作为返回值看起来没什么用。
假设错误最终会返回给用户，让我们更新测试以断言某种错误消息，而不只是让错误存在。
先写测试
更新一个 string 的助手方法来比较。
1
assertError := func(t *testing.T, got error, want string) {
2
    if got == nil {
3
        t.Fatal("didn't get an error but wanted one")
4
    }
5
​
6
    if got.Error() != want {
7
        t.Errorf("got '%s', want '%s'", got, want)
8
    }
9
}
Copied!
同时再更新调用者
1
t.Run("Withdraw insufficient funds", func(t *testing.T) {
2
    startingBalance := Bitcoin(20)
3
    wallet := Wallet{startingBalance}
4
    err := wallet.Withdraw(Bitcoin(100))
5
​
6
    assertBalance(t, wallet, startingBalance)
7
    assertError(t, err, "cannot withdraw, insufficient funds")
8
})
Copied!
我们已经介绍了 t.Fatal。如果它被调用，它将停止测试。这是因为我们不希望对返回的错误进行更多断言。如果没有这个，测试将继续进行下一步，并且因为一个空指针而引起 panic。
尝试运行测试
wallet_test.go:61: got err 'oh no' want 'cannot withdraw, insufficient funds'
编写足够的代码使其通过
1
func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) error {
2
​
3
    if amount > w.balance {
4
        return errors.New("cannot withdraw, insufficient funds")
5
    }
6
​
7
    w.balance -= amount
8
    return nil
9
}
Copied!
重构
我们在测试代码和 Withdraw 代码中都有重复的错误消息。
如果有人想要重新定义这个错误，那么测试就会失败，这将是非常恼人的，而对于我们的测试来说，这里有太多的细节了。我们并不关心具体的措辞是什么，只是在给定条件的情况下返回一些有意义的错误。
在 Go 中，错误是值，因此我们可以将其重构为一个变量，并为其提供一个单一的事实来源。
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var InsufficientFundsError = errors.New("cannot withdraw, insufficient funds")
2
​
3
func (w *Wallet) Withdraw(amount Bitcoin) error {
4
​
5
    if amount > w.balance {
6
        return InsufficientFundsError
7
    }
8
​
9
    w.balance -= amount
10
    return nil
11
}
Copied!
var 关键字允许我们定义包的全局值。
这是一个积极的变化，因为现在我们的 Withdraw 函数看起来很清晰。
接下来，我们可以重构我们的测试代码来使用这个值而不是特定的字符串。
1
func TestWallet(t *testing.T) {
2
​
3
    t.Run("Deposit", func(t *testing.T) {
4
        wallet := Wallet{}
5
        wallet.Deposit(Bitcoin(10))
6
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
7
    })
8
​
9
    t.Run("Withdraw with funds", func(t *testing.T) {
10
        wallet := Wallet{Bitcoin(20)}
11
        wallet.Withdraw(Bitcoin(10))
12
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
13
    })
14
​
15
    t.Run("Withdraw insufficient funds", func(t *testing.T) {
16
        wallet := Wallet{Bitcoin(20)}
17
        err := wallet.Withdraw(Bitcoin(100))
18
​
19
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(20))
20
        assertError(t, err, InsufficientFundsError)
21
    })
22
}
23
​
24
func assertBalance(t *testing.T, wallet Wallet, want Bitcoin) {
25
    got := wallet.Balance()
26
​
27
    if got != want {
28
        t.Errorf("got '%s' want '%s'", got, want)
29
    }
30
}
31
​
32
func assertError(t *testing.T, got error, want error) {
33
    if got == nil {
34
        t.Fatal("didn't get an error but wanted one")
35
    }
36
​
37
    if got != want {
38
        t.Errorf("got '%s', want '%s'", got, want)
39
    }
40
}
Copied!
现在这个测试也更容易理解了。
我已经将助手函数从主测试函数中移出，这样当某人打开一个文件时，他们就可以开始读取我们的断言，而不是一些助手函数。
测试的另一个有用的特性是，它帮助我们理解代码的真实用途，从而使我们的代码更具交互性。我们可以看到，开发人员可以简单地调用我们的代码，并对 InsufficientFundsError 进行相等的检查，并采取相应的操作。
未经检查的错误
虽然 Go 编译器对你有很大帮助，但有时你仍然会忽略一些事情，错误处理有时会很棘手。
有一种情况我们还没有测试过。要找到它，在一个终端中运行以下命令来安装 errcheck，这是许多可用的 linters（代码检测工具）之一。
go get -u github.com/kisielk/errcheck
然后，在你的代码目录中运行 errcheck .。
你应该会得到如下类似的内容：
wallet_test.go:17:18: wallet.Withdraw(Bitcoin(10))
这告诉我们的是，我们没有检查在代码行中返回的错误。我的计算机上的这行代码与我们的正常 withdraw 的场景相对应，因为我们没有检查 Withdraw 是否成功，因此没有返回错误。
这是最终的测试代码。
1
func TestWallet(t *testing.T) {
2
​
3
    t.Run("Deposit", func(t *testing.T) {
4
        wallet := Wallet{}
5
        wallet.Deposit(Bitcoin(10))
6
​
7
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
8
    })
9
​
10
    t.Run("Withdraw with funds", func(t *testing.T) {
11
        wallet := Wallet{Bitcoin(20)}
12
        err := wallet.Withdraw(Bitcoin(10))
13
​
14
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(10))
15
        assertNoError(t, err)
16
    })
17
​
18
    t.Run("Withdraw insufficient funds", func(t *testing.T) {
19
        wallet := Wallet{Bitcoin(20)}
20
        err := wallet.Withdraw(Bitcoin(100))
21
​
22
        assertBalance(t, wallet, Bitcoin(20))
23
        assertError(t, err, InsufficientFundsError)
24
    })
25
}
26
​
27
func assertBalance(t *testing.T, wallet Wallet, want Bitcoin) {
28
    got := wallet.Balance()
29
​
30
    if got != want {
31
        t.Errorf("got %s want %s", got, want)
32
    }
33
}
34
​
35
func assertNoError(t *testing.T, got error) {
36
    if got != nil {
37
        t.Fatal("got an error but didnt want one")
38
    }
39
}
40
​
41
func assertError(t *testing.T, got error, want error) {
42
    if got == nil {
43
        t.Fatal("didn't get an error but wanted one")
44
    }
45
​
46
    if got != want {
47
        t.Errorf("got %s, want %s", got, want)
48
    }
49
}
Copied!
总结
指针
当你传值给函数或方法时，Go 会复制这些值。因此，如果你写的函数需要更改状态，你就需要用指针指向你想要更改的值
Go 取值的副本在大多数时候是有效的，但是有时候你不希望你的系统只使用副本，在这种情况下你需要传递一个引用。例如，非常庞大的数据或者你只想有一个实例（比如数据库连接池）
nil
指针可以是 nil
当函数返回一个的指针，你需要确保检查过它是否为 nil，否则你可能会抛出一个执行异常，编译器在这里不能帮到你
nil 非常适合描述一个可能丢失的值
错误
错误是在调用函数或方法时表示失败的
通过测试我们得出结论，在错误中检查字符串会导致测试不稳定。因此，我们用一个有意义的值重构了，这样就更容易测试代码，同时对于我们 API 的用户来说也更简单。
错误处理的故事远远还没有结束，你可以做更复杂的事情，这里只是抛砖引玉。后面的部分将介绍更多的策略。
​不要只是检查错误，要优雅地处理它们​
从现有的类型中创建新的类型。
用于为值添加更多的领域内特定的含义
可以让你实现接口
指针和错误是 Go 开发中重要的组成部分，你需要适应这些。幸运的是，如果你做错了，编译器通常会帮你解决问题，你只需要花点时间读一下错误信息。
作者：Chris James 译者：Donng 校对：polaris1119​
本文由 GCTT 原创编译，Go 中文网 荣誉推出
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