你已經(jīng)使用過 Go 語言編寫了小命令（或者說微型程序）嗎？

當(dāng)你在編寫“Hello, world”的時候，一個源碼文件就足夠了，雖然這種小玩意兒沒什么用，最多能給你一點點莫名的成就感。如果你對這一點點并不滿足，別著急，跟著學(xué)，我肯定你也可以寫出很厲害的程序。

我們在上一篇的文章中學(xué)到了命令源碼文件的相關(guān)知識，那么除了命令源碼文件，你還能用 Go 語言編寫庫源碼文件。那么什么是庫源碼文件呢？

在我的定義中，庫源碼文件是不能被直接運行的源碼文件，它僅用于存放程序?qū)嶓w，這些程序?qū)嶓w可以被其他代碼使用（只要遵從 Go 語言規(guī)范的話）。

這里的“其他代碼”可以與被使用的程序?qū)嶓w在同一個源碼文件內(nèi)，也可以在其他源碼文件，甚至其他代碼包中。

那么程序?qū)嶓w是什么呢？在 Go 語言中，程序?qū)嶓w是變量、常量、函數(shù)、結(jié)構(gòu)體和接口的統(tǒng)稱。我們總是會先聲明（或者說定義）程序?qū)嶓w，然后再去使用。比如在上一篇的例子中，我們先定義了變量name，然后在main函數(shù)中調(diào)用fmt.Printf函數(shù)的時候用到了它。再多說一點，程序?qū)嶓w的名字被統(tǒng)稱為標(biāo)識符。標(biāo)識符可以是任何 Unicode 編碼可以表示的字母字符、數(shù)字以及下劃線“_”，但是其首字母不能是數(shù)字。從規(guī)則上說，我們可以用中文作為變量的名字。但是，我覺得這種命名方式非常不好，自己也會在開發(fā)團隊中明令禁止這種做法。作為一名合格的程序員，我們應(yīng)該向著編寫國際水準(zhǔn)的程序無限逼近。

回到正題。

我們今天的問題是：怎樣把命令源碼文件中的代碼拆分到其他庫源碼文件？

我們用代碼演示，把這個問題說得更具體一些。

如果在某個目錄下有一個命令源碼文件 demo4.go，如下：

package main
 
import (
 "flag"
)
 
var name string
 
func init() {
 flag.StringVar(name, "name", "everyone", "The greeting object.")
}
 
func main() {
 flag.Parse()
 hello(name)
}

其中的代碼你應(yīng)該比較眼熟了。我在講命令源碼文件的時候貼過很相似的代碼，那個源碼文件名為 demo2.go。

這兩個文件的不同之處在于，demo2.go 直接通過調(diào)用fmt.Printf函數(shù)打印問候語，而當(dāng)前的 demo4.go 在同樣位置調(diào)用了一個叫作hello的函數(shù)。

函數(shù)hello被聲明在了另外一個源碼文件中，我把它命名為 demo4_lib.go，并且放在與 demo4.go 相同的目錄下。如下：

// 需在此處添加代碼。[1]
 
import "fmt"
 
func hello(name string) {
 fmt.Printf("Hello, %s!\n", name)
}

那么問題來了：注釋 1 處應(yīng)該填入什么代碼？

典型回答

答案很簡單，填入代碼包聲明語句package main。為什么？我之前說過，在同一個目錄下的源碼文件都需要被聲明為屬于同一個代碼包。

如果該目錄下有一個命令源碼文件，那么為了讓同在一個目錄下的文件都通過編譯，其他源碼文件應(yīng)該也聲明屬于main包。

如此一來，我們就可以運行它們了。比如，我們可以在這些文件所在的目錄下運行如下命令并得到相應(yīng)的結(jié)果。

$ go run demo4.go demo4_lib.go
Hello, everyone!

或者，像下面這樣先構(gòu)建當(dāng)前的代碼包再運行。

$ go build puzzlers/article3/q1
$ ./q1   
Hello, everyone!

在這里，我把 demo4.go 和 demo4_lib.go 都放在了一個相對路徑為puzzlers/article3/q1的目錄中。

在默認(rèn)情況下，相應(yīng)的代碼包的導(dǎo)入路徑會與此一致。我們可以通過代碼包的導(dǎo)入路徑引用其中聲明的程序?qū)嶓w。但是，這里的情況是不同的。

注意，demo4.go 和 demo4_lib.go 都聲明自己屬于main包。我在前面講 Go 語言源碼的組織方式的時候提到過這種用法，即：源碼文件聲明的包名可以與其所在目錄的名稱不同，只要這些文件聲明的包名一致就可以。

順便說一下，我為本專欄創(chuàng)建了一個名為“Golang_Puzzlers”的項目。該項目的 src 子目錄下會存有我們涉及的所有代碼和相關(guān)文件。

也就是說，正確的用法是，你需要把該項目的打包文件下載到本地的任意目錄下，然后經(jīng)解壓縮后把“Golang_Puzzlers”目錄加入到環(huán)境變量GOPATH中。還記得嗎？這會使“Golang_Puzzlers”目錄成為工作區(qū)之一。

問題解析

這個問題考察的是代碼包聲明的基本規(guī)則。這里再總結(jié)一下。

第一條規(guī)則，同目錄下的源碼文件的代碼包聲明語句要一致。也就是說，它們要同屬于一個代碼包。這對于所有源碼文件都是適用的。

如果目錄中有命令源碼文件，那么其他種類的源碼文件也應(yīng)該聲明屬于main包。這也是我們能夠成功構(gòu)建和運行它們的前提。

第二條規(guī)則，源碼文件聲明的代碼包的名稱可以與其所在的目錄的名稱不同。在針對代碼包進行構(gòu)建時，生成的結(jié)果文件的主名稱與其父目錄的名稱一致。

對于命令源碼文件而言，構(gòu)建生成的可執(zhí)行文件的主名稱會與其父目錄的名稱相同，這在我前面的回答中也驗證過了。

好了，經(jīng)過我的反復(fù)強調(diào)，相信你已經(jīng)記住這些規(guī)則了。下面的內(nèi)容也將會與它們相關(guān)。

在編寫真正的程序時，我們僅僅把代碼拆分到幾個源碼文件中是不夠的。我們往往會用模塊化編程的方式，根據(jù)代碼的功能和用途把它們放置到不同的代碼包中。不過，這又會牽扯進一些 Go 語言的代碼組織規(guī)則。我們一起來往下看。

知識精講

1. 怎樣把命令源碼文件中的代碼拆分到其他代碼包？

我們先不用關(guān)注拆分代碼的技巧。我在這里仍然依從前面的拆分方法。我把 demo4.go 另存為 demo5.go，并放到一個相對路徑為puzzlers/article3/q2的目錄中。

然后我再創(chuàng)建一個相對路徑為puzzlers/article3/q2/lib的目錄，再把 demo4_lib.go 復(fù)制一份并改名為 demo5_lib.go 放到該目錄中。

現(xiàn)在，為了讓它們通過編譯，我們應(yīng)該怎樣修改代碼？你可以先思考一下。我在這里給出一部分答案，我們一起來看看已經(jīng)過修改的 demo5_lib.go 文件。

package lib5
 
import "fmt"
 
func Hello(name string) {
 fmt.Printf("Hello, %s!\n", name)
}

可以看到，我在這里修改了兩個地方。第一個改動是，我把代碼包聲明語句由package main改為了package lib5。注意，我故意讓聲明的包名與其所在的目錄的名稱不同。第二個改動是，我把全小寫的函數(shù)名hello改為首字母大寫的Hello。

基于以上改動，我們再來看下面的幾個問題。

2. 代碼包的導(dǎo)入路徑總會與其所在目錄的相對路徑一致嗎？

庫源碼文件 demo5_lib.go 所在目錄的相對路徑是puzzlers/article3/q2/lib，而它卻聲明自己屬于lib5包。在這種情況下，該包的導(dǎo)入路徑是puzzlers/article3/q2/lib，還是puzzlers/article3/q2/lib5？

這個問題往往會讓 Go 語言的初學(xué)者們困惑，就算是用 Go 開發(fā)過程序的人也不一定清楚。我們一起來看看。

首先，我們在構(gòu)建或者安裝這個代碼包的時候，提供給go命令的路徑應(yīng)該是目錄的相對路徑，就像這樣：

go install puzzlers/article3/q2/lib

該命令會成功完成。之后，當(dāng)前工作區(qū)的 pkg 子目錄下會產(chǎn)生相應(yīng)的歸檔文件，具體的相對路徑是:

pkg/darwin_amd64/puzzlers/article3/q2/lib.a

其中的darwin_amd64就是我在講工作區(qū)時提到的平臺相關(guān)目錄。可以看到，這里與源碼文件所在目錄的相對路徑是對應(yīng)的。

為了進一步說明問題，我需要先對 demo5.go 做兩個改動。第一個改動是，在以import為前導(dǎo)的代碼包導(dǎo)入語句中加入puzzlers/article3/q2/lib，也就是試圖導(dǎo)入這個代碼包。

第二個改動是，把對hello函數(shù)的調(diào)用改為對lib.Hello函數(shù)的調(diào)用。其中的lib.叫做限定符，旨在指明右邊的程序?qū)嶓w所在的代碼包。不過這里與代碼包導(dǎo)入路徑的完整寫法不同，只包含了路徑中的最后一級lib，這與代碼包聲明語句中的規(guī)則一致。

現(xiàn)在，我們可以通過運行g(shù)o run demo5.go命令試一試。錯誤提示會類似于下面這種。

./demo5.go:5:2: imported and not used: "puzzlers/article3/q2/lib" as lib5
./demo5.go:16:2: undefined: lib

第一個錯誤提示的意思是，我們導(dǎo)入了puzzlers/article3/q2/lib包，但沒有實際使用其中的任何程序?qū)嶓w。這在 Go 語言中是不被允許的，在編譯時就會導(dǎo)致失敗。

注意，這里還有另外一個線索，那就是“as lib5”。這說明雖然導(dǎo)入了代碼包puzzlers/article3/q2/lib，但是使用其中的程序?qū)嶓w的時候應(yīng)該以lib5.為限定符。這也就是第二個錯誤提示的原因了。Go 命令找不到lib.這個限定符對應(yīng)的代碼包。

為什么會是這樣？根本原因就是，我們在源碼文件中聲明所屬的代碼包與其所在目錄的名稱不同。請記住，源碼文件所在的目錄相對于 src 目錄的相對路徑就是它的代碼包導(dǎo)入路徑，而實際使用其程序?qū)嶓w時給定的限定符要與它聲明所屬的代碼包名稱對應(yīng)。

有兩個方式可以使上述構(gòu)建成功完成。我在這里選擇把 demo5_lib.go 文件中的代碼包聲明語句改為package lib。理由是，為了不讓該代碼包的使用者產(chǎn)生困惑，我們總是應(yīng)該讓聲明的包名與其父目錄的名稱一致。

3. 什么樣的程序?qū)嶓w才可以被當(dāng)前包外的代碼引用？

你可能會有疑問，我為什么要把 demo5_lib.go 文件中的那個函數(shù)名稱hello的首字母大寫？實際上這涉及了 Go 語言中對于程序?qū)嶓w訪問權(quán)限的規(guī)則。

超級簡單，名稱的首字母為大寫的程序?qū)嶓w才可以被當(dāng)前包外的代碼引用，否則它就只能被當(dāng)前包內(nèi)的其他代碼引用。

通過名稱，Go 語言自然地把程序?qū)嶓w的訪問權(quán)限劃分為了包級私有的和公開的。對于包級私有的程序?qū)嶓w，即使你導(dǎo)入了它所在的代碼包也無法引用到它。

4. 對于程序?qū)嶓w，還有其他的訪問權(quán)限規(guī)則嗎？

答案是肯定的。在 Go 1.5 及后續(xù)版本中，我們可以通過創(chuàng)建internal代碼包讓一些程序?qū)嶓w僅僅能被當(dāng)前模塊中的其他代碼引用。這被稱為 Go 程序?qū)嶓w的第三種訪問權(quán)限：模塊級私有。

具體規(guī)則是，internal代碼包中聲明的公開程序?qū)嶓w僅能被該代碼包的直接父包及其子包中的代碼引用。當(dāng)然，引用前需要先導(dǎo)入這個internal包。對于其他代碼包，導(dǎo)入該internal包都是非法的，無法通過編譯。

“Golang_Puzzlers”項目的puzzlers/article3/q4包中有一個簡單的示例，可供你查看。你可以改動其中的代碼并體會internal包的作用。

總結(jié)

我們在本篇文章中詳細(xì)討論了把代碼從命令源碼文件中拆分出來的方法，這包括拆分到其他庫源碼文件，以及拆分到其他代碼包。

這里涉及了幾條重要的 Go 語言基本編碼規(guī)則，即：代碼包聲明規(guī)則、代碼包導(dǎo)入規(guī)則以及程序?qū)嶓w的訪問權(quán)限規(guī)則。在進行模塊化編程時，你必須記住這些規(guī)則，否則你的代碼很可能無法通過編譯。

思考題

1. 如果你需要導(dǎo)入兩個代碼包，而這兩個代碼包的導(dǎo)入路徑的最后一級是相同的，比如：dep/lib/flag和flag，那么會產(chǎn)生沖突嗎？如果會產(chǎn)生沖突，那么怎樣解決這種沖突，有幾種方式？

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