本文對(duì)Go和Python、Erlang做了一些有趣的分析對(duì)比，相信大家能從中感受到Go語(yǔ)言的強(qiáng)大和與眾不同。

本文主要是介紹Go，從語(yǔ)言對(duì)比分析的角度切入。之所以選擇與Python、Erlang對(duì)比，是因?yàn)樽鰹楦呒?jí)語(yǔ)言，它們語(yǔ)言特性上有較大的相似性，不過(guò)最 主要的原因是這幾個(gè)我比較熟悉。 Go的很多語(yǔ)言特性借鑒與它的三個(gè)祖先：C，Pascal和CSP。Go的語(yǔ)法、數(shù)據(jù)類型、控制流等繼承于C，Go的包、面對(duì)對(duì)象等思想來(lái)源于Pascal分支， 而Go最大的語(yǔ)言特色，基于管道通信的協(xié)程并發(fā)模型，則借鑒于CSP分支。

Go/Python/Erlang語(yǔ)言特性對(duì)比

如《 編程語(yǔ)言與范式 》一文所說(shuō)，不管語(yǔ)言如何層出不窮，所有語(yǔ)言的設(shè)計(jì)離不開2個(gè)基本面：控制流和數(shù)據(jù)類型。為了提升語(yǔ)言描述能力，語(yǔ)言一般都提供控制抽象和數(shù)據(jù)抽象。本小節(jié)的語(yǔ)言特性對(duì)比也從這4個(gè)維度入手，詳見下圖（ 點(diǎn)擊見大圖 ）。

圖中我們可以看出，相比于Python的40個(gè)特性，Go只有31個(gè)，可以說(shuō)Go在語(yǔ)言設(shè)計(jì)上是相當(dāng)克制的。

比如，它沒(méi)有隱式的數(shù)值轉(zhuǎn)換，沒(méi)有構(gòu)造函數(shù)和 析構(gòu)函數(shù)，沒(méi)有運(yùn)算符重載，沒(méi)有默認(rèn)參數(shù)，也沒(méi)有繼承，沒(méi)有泛型，沒(méi)有異常，沒(méi)有宏，沒(méi)有函數(shù)修飾，更沒(méi)有線程局部存儲(chǔ)。

但是Go的特點(diǎn)也很鮮明，比如，它擁有協(xié)程、自動(dòng)垃圾回收、包管理系統(tǒng)、一等公民的函數(shù)、棧空間管理等。

Go作為靜態(tài)類型語(yǔ)言，保證了Go在運(yùn)行效率、內(nèi)存用量、類型安全都要強(qiáng)于Python和Erlang。

Go的數(shù)據(jù)類型也更加豐富，除了支持表、字典等復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還支持指針和接口類型，這是Python和Erlang所沒(méi)有的。特別是接口類型特別強(qiáng)大， 它提供了管理類型系統(tǒng)的手段。

而指針類型提供了管理內(nèi)存的手段，這讓Go進(jìn)入底層軟件開發(fā)提供了強(qiáng)有力的支持。

Go在面對(duì)對(duì)象的特性支持上做了很多反思和取舍，它沒(méi)有類、虛函數(shù)、繼承、泛型等特性。

Go語(yǔ)言中面向?qū)ο缶幊痰暮诵氖墙M合和方法(function)。

組合很類似于C語(yǔ)言的struct結(jié)構(gòu)體的組合方式，方法類似于Java的接口(Interface)，但是使用方法上與對(duì)象更加解耦，減少了對(duì)對(duì)象內(nèi)部的侵入。

Erlang 則不支持面對(duì)對(duì)象編程范式，相比而言，Python對(duì)面對(duì)對(duì)象范式的支持最為全面。

在函數(shù)式編程的特性支持上，Erlang作為函數(shù)式語(yǔ)言，支持最為全面。

但是基本的函數(shù)式語(yǔ)言特性，如lambda、高階函數(shù)、curry等，三種語(yǔ)言都支持。 控制流的特性支持上，三種語(yǔ)言都差不多。

Erlang支持尾遞歸優(yōu)化，這給它在函數(shù)式編程上帶來(lái)便利。而Go在通過(guò)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展協(xié)程棧的方式來(lái)支持深度遞 歸調(diào)用。Python則在深度遞歸調(diào)用上經(jīng)常被爆棧。 Go和Erlang的并發(fā)模型都來(lái)源于CSP，但是Erlang是基于actor和消息傳遞（mailbox）的并發(fā)實(shí)現(xiàn)，Go是基于goroutine和管道（channel）的并發(fā)實(shí) 現(xiàn)。

不管Erlang的actor還是Go的goroutine，都滿足協(xié)程的特點(diǎn)：由編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)和調(diào)度，切換在用戶態(tài)完成，創(chuàng)建銷毀開銷很小。

至于Python，其多 線程的切換和調(diào)度是基于操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，而且因?yàn)镚IL的大坑級(jí)存在，無(wú)法真正做到并行。

而且從筆者的并發(fā)編程體驗(yàn)上看，Erlang的函數(shù)式編程語(yǔ)法風(fēng)格和其OTP behavior框架提供的晦澀的回調(diào)（callback）使用方法，對(duì)大部分的程序員， 如C/C++和Java出身的程序員來(lái)說(shuō)，有一定的入門門檻和挑戰(zhàn)。而被稱為“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的C”的Go，其類C的語(yǔ)法和控制流，以及面對(duì)對(duì)象的編程范式， 編程體驗(yàn)則好很多。

Go/Python/Erlang語(yǔ)言語(yǔ)法對(duì)比

所有的語(yǔ)言特性都需要有形式化的表示方式，Go、Python、Erlang三種語(yǔ)言語(yǔ)法的詳細(xì)對(duì)比如下（點(diǎn)擊見完整大圖 第一部分 ， 第二部分 ， 第三部 分 ）。

正如Go語(yǔ)言的設(shè)計(jì)者之一Rob Pike所說(shuō)，“軟件的復(fù)雜性是乘法級(jí)相關(guān)的”。

這充分體現(xiàn)在語(yǔ)言關(guān)鍵詞（keyword）數(shù)量的控制上，Go的關(guān)鍵詞是最少 的，只有25個(gè)，而Erlang是27個(gè)，Python是31個(gè)。

從根本上保證了Go語(yǔ)言的簡(jiǎn)單易學(xué)。

Go語(yǔ)言將數(shù)據(jù)類型分為四類：基礎(chǔ)類型、復(fù)合類型、引用類型和接口類型。

基礎(chǔ)類型包括：整型、浮點(diǎn)型、復(fù)數(shù)、字符串和布爾型。

復(fù)合數(shù)據(jù)類型有數(shù) 組和結(jié)構(gòu)體。引用類型包括指針、切片、字典、函數(shù)、通道。

其他數(shù)據(jù)類型，如原子（atom）、比特（binary）、元組（tuple）、集合（set）、記錄 （record），Go則沒(méi)有支持。

Go對(duì)C語(yǔ)言的很多語(yǔ)法特性做了改良，正如Rob Pike在《 Less is Exponentially More 》中提到，Go的“起點(diǎn)： C語(yǔ)言，解決一些明顯的瑕疵、刪除雜 質(zhì)、增加一些缺少的特性。”

比如，switch/case的case子程序段默認(rèn)break跳出，case語(yǔ)句支持?jǐn)?shù)值范圍、條件判斷語(yǔ)句；所有類型默認(rèn)初始化為0， 沒(méi)有未初始化變量；把類型放在變量后面的聲明語(yǔ)法（ 鏈接 ），使復(fù)雜聲明更加清晰易懂；沒(méi)有頭文件，文件的編譯以包組織，改善封裝能力；用空接 口（interface {}）代替void *，提高類型系統(tǒng)能力等等。

Go對(duì)函數(shù)，方法，接口做了清晰的區(qū)分。

與Erlang類似，Go的函數(shù)作為第一公民。

函數(shù)可以讓我們將一個(gè)語(yǔ)句序列打包為一個(gè)單元，然后可以從程序中 其它地方多次調(diào)用。

函數(shù)和方法的區(qū)別是指有沒(méi)有接收器，而不像其他語(yǔ)言那樣是指有沒(méi)有返回值。

接口類型具體描述了一系列方法的集合，而空接口 interfac{}表示可以接收任意類型。

接口的這2中使用方式，用面對(duì)對(duì)象編程范式來(lái)類比的話，可以類比于subtypepolymorphism(子類型多態(tài))和ad hoc polymorphism(非參數(shù)多態(tài))。

從圖中示例可以看出，Go的goroutine就是一個(gè)函數(shù)，以及在堆上為其分配的一個(gè)堆棧。所以其系統(tǒng)開銷很小，可以輕松的創(chuàng)建上萬(wàn)個(gè)goroutine，并且 它們并不是被操作系統(tǒng)所調(diào)度執(zhí)行。

goroutine只能使用channel來(lái)發(fā)送給指定的goroutine請(qǐng)求來(lái)查詢更新變量。這也就是Go的口頭禪“不要使用共享 數(shù)據(jù)來(lái)通信，使用通信來(lái)共享數(shù)據(jù)”。channel支持容量限制和range迭代器。

Go/Python/Erlang語(yǔ)言詞法對(duì)比

TDD Go編程示例

本小節(jié)以TDD方式4次重構(gòu)開發(fā)一個(gè)斐波那契算法的方式，來(lái)簡(jiǎn)單展示Go的特性、語(yǔ)法和使用方式，如Go的單元測(cè)試技術(shù)，并發(fā)編程、匿名函數(shù)、閉包 等。 首先，看一下TDD最終形成的單元測(cè)試文件：

基于遞歸的實(shí)現(xiàn)方案：

測(cè)試結(jié)果：

基于goroutine實(shí)現(xiàn)的并發(fā)方案：

測(cè)試結(jié)果：

基于迭代的實(shí)現(xiàn)方案：

測(cè)試結(jié)果：

基于閉包的實(shí)現(xiàn)方案：

測(cè)試結(jié)果：