20230206@包的基本概念

Go语言是使用包来组织源代码的，包（package）是多个 Go 源码的集合，是一种高级的代码复用方案。Go语言中为我们提供了很多内置包，如 fmt、os、io 等。

任何源代码文件必须属于某个包，同时源码文件的第一行有效代码必须是package pacakgeName 语句，通过该语句声明自己所在的包。
# 包的基本概念
Go语言的包借助了目录树的组织形式，一般包的名称就是其源文件所在目录的名称，虽然Go语言没有强制要求包名必须和其所在的目录名同名，但还是建议包名和所在目录同名，这样结构更清晰。

包可以定义在很深的目录中，包名的定义是不包括目录路径的，但是包在引用时一般使用全路径引用。比如在`GOPATH/src/a/b/` 下定义一个包 `c`。在包 `c` 的源码中只需声明为`package c`，而不是声明为`package a/b/c`，但是在导入 `c` 包时，需要带上路径，例如`import "a/b/c"`。

包的习惯用法：
- 包名一般是小写的，使用一个简短且有意义的名称。
- 包名一般要和所在的目录同名，也可以不同，包名中不能包含- 等特殊符号。
- 包一般使用域名作为目录名称，这样能保证包名的唯一性，比如 GitHub 项目的包一般会放到`GOPATH/src/github.com/userName/projectName` 目录下。
- 包名为 main 的包为应用程序的入口包，编译不包含 main 包的源码文件时不会得到可执行文件。
- 一个文件夹下的所有源码文件只能属于同一个包，同样属于同一个包的源码文件不能放在多个文件夹下。

# 包的导入
要在代码中引用其他包的内容，需要使用 import 关键字导入使用的包。具体语法如下：
```go
import "包的路径"
```

注意事项：
1. import 导入语句通常放在源码文件开头包声明语句的下面；
2. 导入的包名需要使用双引号包裹起来；
3. 包名是从GOPATH/src/ 后开始计算的，使用/ 进行路径分隔。

包的导入有两种写法，分别是单行导入和多行导入。
## 单行导入
单行导入的格式如下：
```go
import "包 1 的路径"
import "包 2 的路径"
```

## 多行导入
多行导入的格式如下：
```go
import (
    "包 1 的路径"
    "包 2 的路径"
)
```

# 包的导入路径
包的引用路径有两种写法，分别是全路径导入和相对路径导入。
## 全路径导入
包的绝对路径就是GOROOT/src/或GOPATH/src/后面包的存放路径，如下所示：
```go
import "lab/test"
import "database/sql/driver"
import "database/sql"
```

上面代码的含义如下：
test 包是自定义的包，其源码位于GOPATH/src/lab/test 目录下；
driver 包的源码位于GOROOT/src/database/sql/driver 目录下；
sql 包的源码位于GOROOT/src/database/sql 目录下。

## 相对路径导入
相对路径只能用于导入GOPATH 下的包，标准包的导入只能使用全路径导入。

例如包`a` 的所在路径是`GOPATH/src/lab/a`，包 `b` 的所在路径为`GOPATH/src/lab/b`，如果在包` b` 中导入包 `a` ，则可以使用相对路径导入方式。示例如下：
```go
// 相对路径导入
import "../a"
```

当然了，也可以使用上面的全路径导入，如下所示：
```go
// 全路径导入
import "lab/a"
```

# 包的引用格式
包的引用有四种格式，下面以 fmt 包为例来分别演示一下这四种格式。
1) 标准引用格式
```GO
import "fmt"
```

此时可以用fmt.作为前缀来使用 fmt 包中的方法，这是常用的一种方式。

示例代码如下：
```go
package main
import "fmt"
func main() {
    fmt.Println("C语言中文网")
}
```

2) 自定义别名引用格式
在导入包的时候，我们还可以为导入的包设置别名，如下所示：
```go
import F "fmt"
```
其中 F 就是 fmt 包的别名，使用时我们可以使用F.来代替标准引用格式的fmt.来作为前缀使用 fmt 包中的方法。

示例代码如下：
```go
package main
import F "fmt"
func main() {
    F.Println("C语言中文网")
}
```

3) 省略引用格式
```go
import . "fmt"
```

这种格式相当于把 fmt 包直接合并到当前程序中，在使用 fmt 包内的方法是可以不用加前缀fmt.，直接引用。

示例代码如下：
```go
package main
import . "fmt"
func main() {
    //不需要加前缀 fmt.
    Println("C语言中文网")
}
```

4) 匿名引用格式
在引用某个包时，如果只是希望执行包初始化的 init 函数，而不使用包内部的数据时，可以使用匿名引用格式，如下所示：
```go
import _ "fmt"
```

匿名导入的包与其他方式导入的包一样都会被编译到可执行文件中。

使用标准格式引用包，但是代码中却没有使用包，编译器会报错。如果包中有 init 初始化函数，则通过import _ "包的路径" 这种方式引用包，仅执行包的初始化函数，即使包没有 init 初始化函数，也不会引发编译器报错。

示例代码如下：
```go
package main
import (
    _ "database/sql"
    "fmt"
)
func main() {
    fmt.Println("C语言中文网")
}
```

注意：
一个包可以有多个 init 函数，包加载时会执行全部的 init 函数，但并不能保证执行顺序，所以不建议在一个包中放入多个 init 函数，将需要初始化的逻辑放到一个 init 函数里面。
包不能出现环形引用的情况，比如包 a 引用了包 b，包 b 引用了包 c，如果包 c 又引用了包 a，则编译不能通过。
包的重复引用是允许的，比如包 a 引用了包 b 和包 c，包 b 和包 c 都引用了包 d。这种场景相当于重复引用了 d，这种情况是允许的，并且 Go 编译器保证包 d 的 init 函数只会执行一次。
包加载
通过前面一系列的学习相信大家已经大体了解了 Go 程序的启动和加载过程，在执行 main 包的 mian 函数之前， Go 引导程序会先对整个程序的包进行初始化。整个执行的流程如下图所示。

# Go 包的初始化

图：Go 包的初始化
![](/media/202302/2023-02-06_164629_5792520.029996538327827227.png)

Go语言包的初始化有如下特点：
- 包初始化程序从 main 函数引用的包开始，逐级查找包的引用，直到找到没有引用其他包的包，最终生成一个包引用的有向无环图。
- Go 编译器会将有向无环图转换为一棵树，然后从树的叶子节点开始逐层向上对包进行初始化。
单个包的初始化过程如上图所示，先初始化常量，然后是全局变量，最后执行包的 init 函数。