Go 快速入门篇（二）：Go 项目工程管理示例（基于 Go Modules）

工程管理概述

在上一篇教程中，学院君带着大家搭建起了本地开发环境，并且编写了第一个 Go 程序 —— 向世界问好。

不过在实际开发过程中，直接调用编译器进行编译和链接（调用 go build 或 go run 命令）的场景很少，因为在项目工程中不会简单到只有一个源文件，往往有很多源文件并且源文件之间会有相互依赖的关系，如果这样一个文件一个文件逐步编译，那简直无法想象。

Go 语言的设计者作为行业老将，自然不会忽略这一点。说到这里，我们来看看 Go 语言的主要设计者都是何方神圣：

个顶个的都是大神级人物。早期 Go 语言使用 makefile 作为临时方案，到了 Go 1 发布时引入了强大无比的 Go 命令行工具，Go 命令行工具彻底消除了工程文件的概念，完全用目录结构和包名来推导工程结构和构建顺序。

想想 C 语言编译、链接和安装可执行程序的繁琐步骤，首先要通过 configure 脚本对特定平台进行检测，比如是否包含 GCC 等编译工具，然后生成 Makefile 文件，该文件定义了编译、链接规则，为下一步编译工作做准备，接下来就是执行 make 命令进行编译工作，最后再执行 make install 命令完成应用程序的安装，经历过这些步骤才可以实现将 C 程序源代码编译为可执行程序。

与之相比，Go 语言则要简单的多，针对只有一个源文件的情况（如上篇教程所示），引入工程管理看起来比较多余，因为直接用 go run 和 go build 搞定，下面我们通过 Go 语言构建一个简单的计算器项目来演示 Go 语言的基本工程管理方法。

通过 Go Modules 创建新项目

从 Go 1.11 版本开始，官方提供了 Go Modules 管理项目和依赖，从 1.13 版本开始，更是默认开启了对 Go Modules 的支持，使用 Go Modules 的好处是显而易见的 —— 不需要再依赖 GOPATH，你可以在任何位置创建 Go 项目，并且在国内，还可以通过 GOPROXY 配置镜像源加速依赖包的下载，彻底解决之前依赖包下载慢的问题。

通过 Go Modules 管理项目非常简单，我们可以在任意位置创建项目，比如学院君将本地所有 Go 项目存储在了 ~/Developmemt/golang 这个目录下。以最新版本的 Go 为例（目前是 1.15.7），在 GoLand IDE 中可以直接基于 Go Modules 创建计算器项目 calc：

新建项目时左侧选择 Go modules，在 Location 中输入项目目录，如果需要配置依赖包镜像，可以在 Environment 输入框中点击右侧图标，在弹出窗口新增 GOPROXY 环境变量进行设置:

在 Value 下拉列表中选择 goproxy.io 这个镜像即可，这是 Go 官方提供的全球代理。除此之外，你也可以通过终端命令行设置这个代理：

go env -w GOPROXY=https://goproxy.io,direct

点击 OK 保存环境变量配置，在 GoLand 新建项目窗口点击右下角 Create 创建这个新项目。

与上篇教程创建项目不同的是，calc 项目根目录下默认包含了一个 go.mod 文件，我们可以通过该项目来管理项目依赖，就像 PHP 的 composer.json 或者 JavaScript 的 package.json 那样。

目前这个文件只包含了项目模块名称：

编写计算器工程源码

我们假设这个工程被划分为两个部分：

• 计算器程序的入口文件 main.go，该文件最终会被编译为计算器程序的可执行文件；
• 算法库，名为 simplemath，每个计算操作对应于一个同名的 Go 文件，比如 add.go 用于计算加法运算。

然后我们来编写每个 Go 文件的源代码。

首先在项目根目录下新建入口文件 main.go，并编写代码如下：

package main

// 引入其它包
import (
    "calc/simplemath"
    "fmt"
    "os"
    "strconv"
)

// 定义一个用于打印程序使用指南的函数
var Usage = func() {
    fmt.Println("USAGE: calc command [arguments] ...")
    fmt.Println("\nThe commands are:\n\tadd\t计算两个数值相加\n\tsqrt\t计算一个非负数的平方根")
}

// 程序入口函数
func main ()  {
    /*
     * 用于获取命令行参数，注意程序名本身是第一个参数，
     * 比如 calc add 1 2 这条指令，第一个参数是 calc
     */
    args := os.Args
    // 除程序名本身外，至少需要传入两个其它参数，否则退出
    if args == nil || len(args) < 3 {
        Usage()
        return
    }

    // 第二个参数表示计算方法
    switch args[1] {
        // 如果是加法的话
        case "add":
            // 至少需要包含四个参数
            if len(args) != 4 {
                fmt.Println("USAGE: calc add <integer1><integer2>")
                return
            }
            // 获取待相加的数值，并将类型转化为整型
            v1, err1 := strconv.Atoi(args[2])
            v2, err2 := strconv.Atoi(args[3])
            // 获取参数出错，则退出
            if err1 != nil || err2 != nil {
                fmt.Println("USAGE: calc add <integer1><integer2>")
                return
            }
            // 从 simplemath 包引入 Add 方法进行加法计算
            ret := simplemath.Add(v1, v2)
            // 打印计算结果
            fmt.Println("Result: ", ret)
        // 如果是计算平方根的话
        case "sqrt":
            // 至少需要包含三个参数
            if len(args) != 3 {
                fmt.Println("USAGE: calc sqrt <integer>")
                return
            }
            // 获取待计算平方根的数值，并将类型转化为整型
            v, err := strconv.Atoi(args[2])
            // 获取参数出错，则退出
            if err != nil {
                fmt.Println("USAGE: calc sqrt <integer>")
                return
            }
            // 从 simplemath 包引入 Sqrt 方法进行平方根计算
            ret := simplemath.Sqrt(v)
            // 打印计算结果
            fmt.Println("Result: ", ret)
        // 如果计算方法不支持，打印程序使用指南
        default:
            Usage()
    }
}

这段代码相信对于有其他语言编程基础的人来说，都不困难。

需要注意的是，在 Go 语言中，通过 var 来声明变量，并且可以将匿名函数赋值给变量以便后续使用，此外，还可以通过 := 运算符来声明并初始化变量，这个时候，不需要通过 var 声明该变量，比如 args := os.Args 就是如此，需要明确的是，虽然这看起来有点和动态语言声明变量类似，但与 PHP/Python/JavaScript 不同，Go 是强类型语言，底层会自动根据赋值判断对应变量的类型，如果你试图声明一个没有初始化值的变量，就会报错，关于 Go 语言变量声明和初始化我们后面还会详细介绍，这里简单了解下即可。

接下来，我们在 calc 根目录下新建一个 simplemath 子目录作为算法库，并在该目录下新建 add.go 用于编写计算加法的实现代码如下：

package simplemath

func Add(a int, b int) int {
    return a + b
}

以及 sqrt.go 用于编写计算平方根的实现代码如下：

package simplemath

import "math"

func Sqrt(i int) int {
    v := math.Sqrt(float64(i))
    return int(v)
}

构建 Go 工程

截至目前，计算器项目的代码结构是这样的：

我们可以在 calc 目录下运行构建指令 go build 构建该项目，默认会在项目根目录下生成与项目目录同名的可执行文件：

然后就可以运行 calc 通过命令行与基于 Go 实现的计算器应用进行交互了：

非常简单，是吧。你也可以以此为参考自行编写乘法、减法、除法的实现代码。

从上面的构建过程中可以看到，真正的构建命令就一句：

go build

这就是为什么说 Go 命令行工具是非常强大的，我们不需要像 C 语言那样编写 makefile，因为这个工具会替我们分析，知道目标代码的编译结果应该是一个包还是一个可执行文件，并分析 import 语句以了解包的依赖关系，从而在编译 main.go 之前先把依赖的 simplemath 编译打包好。Go 命令行程序制定的目录结构规则让代码管理变得非常简单。

当然，这里只是一个最简单、最基本工程管理的构建示例，后面我们还会就更复杂的工程项目管理进行介绍，比如工程组织、文档与代码风格、跨平台开发、单元测试、打包分发等。学习过程中有任何问题，欢迎通过下面的评论与我讨论，或者加入「Go 语言研习社」与更多同仁一起探讨。