Go 語言代碼風格規(guī)范-指南篇
?每門開發(fā)語言都會有其特有的風格規(guī)范(亦或指南),開發(fā)者遵循規(guī)范能帶來顯著收益,有效促進團隊協(xié)作、減少 bug 錯誤、降低維護成本等。
Google 開源的 Google Style Guides (?https://google.github.io/styleguide/?)為多種編程語言提供了風格規(guī)范,包括 C++、Java、Python、JavaScript 等。在 2022 年 11 月,Go 語言風格規(guī)范(?https://google.github.io/styleguide/go/index)也終于得到開源。
Google 發(fā)布的 Go 語言風格規(guī)范一共包括四部分內(nèi)容。
- 概述篇:https://google.github.io/styleguide/go/index
- 指南篇:https://google.github.io/styleguide/go/guide
- 決策篇:https://google.github.io/styleguide/go/decisions
- 最佳實踐篇:https://google.github.io/styleguide/go/best-practices
如果你所在的團體還未形成一套系統(tǒng)的 Go 風格規(guī)范,不妨參考這份指南。
風格原則
這里列舉了一些總體原則,它們總結(jié)了思考如何編寫可讀性 Go 代碼。以下是根據(jù)重要性排序的可讀性代碼特性。
- 清晰性:對讀者來說,代碼的目的和基本原理是清楚的。
- 簡單性:代碼以盡可能簡單的方式實現(xiàn)其目標。
- 簡潔性:代碼具有高信噪比。
- 可維護性:編寫的代碼易于維護。
- 一致性:代碼與更廣泛的 Google 代碼庫風格一致。
1. 清晰性
可讀性的核心目標是編寫對讀者而言清晰的代碼。
清晰主要是通過有效的命名、有用的注釋和高效的代碼組織來實現(xiàn)的。
清晰性應(yīng)該是從讀者的角度來看,而非代碼編寫者。代碼易于閱讀比易于編寫更重要。代碼清晰性有兩個不同的方面:
- 代碼實際上在做什么?
- 為什么代碼會做它所做的事情?
代碼實際上在做什么?
Go 的設(shè)計使得它應(yīng)該相對直接地看到代碼在做什么。在存在不確定或者讀者需要先驗知識才能理解代碼的情況下,這值得花時間讓未來的讀者更清晰地了解代碼的用途。例如,以下措施可能會有助于提供更清晰的代碼:
- 使用更具描述性的變量名
- 添加附加注釋
- 用空格和注釋分解代碼
- 將代碼重構(gòu)為單獨的函數(shù)/方法,使其更加模塊化
這里沒有放之四海而皆準的方法,但在開發(fā) Go 代碼時優(yōu)先考慮清晰性很重要。
為什么代碼會做它所做的事情?
代碼的基本原理通常通過變量、函數(shù)、方法或包的名稱充分傳達。如果沒有,添加注釋很重要。當代碼包含了讀者可能不熟悉的細微差別時,解釋”為什么“就顯得尤為重要。例如:
- 語言上的細微差別,例如,閉包要獲取一個循環(huán)變量,但是代碼寫在很多行之外。
- 業(yè)務(wù)邏輯的細微差別,例如,需要區(qū)分實際用戶和冒充用戶的訪問控制檢查。
某個 API 可能需要額外注意才能正確使用。例如,出于性能原因,一段代碼可能錯綜復(fù)雜且難以理解,或者一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算可能以意想不到的方式使用類型轉(zhuǎn)換。在這些場景以及更多類似的情況下,重要的是要有隨附的注釋和文檔來解釋它們,這樣以后的維護者才不會犯錯誤,這些讀者能夠不用進行逆向工程而理解代碼。
同樣重要的是要注意到,一些為了提供清晰性的嘗試(例如添加額外的注釋)可能會模糊代碼的實際目的,例如增加混亂、重復(fù)描述代碼、與代碼自相矛盾的注釋,或者為了保證注釋最新而增加維護負擔。讓代碼自己說話(例如,通過使用可自描述的符號名稱)而不是添加多余的注釋。注釋通常最好是解釋為什么做某事,而不是代碼在做什么。
Google 代碼庫在很大程度上是統(tǒng)一與一致的。通常情況下,與眾不同的代碼(例如,通過使用不熟悉的模式)那樣做是有充分理由的,通常是為了性能考慮。保持這一特性很重要,它可以讓讀者清楚地知道在閱讀一段新代碼時他們應(yīng)該把注意力集中在什么地方。。
標準庫包含許多實踐該原則的示例。例如其中:
- sort 包中的維護者注釋。
- 同樣在 sort 包中有一些很好且可運行的例子,它們同時有利于使用者(例子在[godoc](sort package - sort - Go Packages)顯示)和維護者(作為部分測試用途的例子)。
- strings.Cut 雖然只有四行代碼,但它們提高了對調(diào)用者而言,使用時的清晰性和正確性。
2. 簡單性
對于那些使用、閱讀和維護它的人來說,你的 Go 代碼應(yīng)該是簡單的。
Go 代碼應(yīng)該以實現(xiàn)其目標的最簡單方式編寫,無論是在行為還是性能方面。在 Google Go 代碼庫中,簡單的代碼意味著:
- 易于從上到下閱讀
- 不假設(shè)你已經(jīng)提前知道它在做什么
- 不假設(shè)你可以記住前面的所有代碼
- 沒有不必要的抽象層次
- 沒有引起人們對普通事物的注意的名字
- 使讀者清楚值和決策的傳播情況
- 有注釋解釋為什么而不是什么,以及代碼正在做什么以避免以后的偏差
- 有獨立的文檔
- 有有用的錯誤和有用的失敗測試用例
- 可能經(jīng)常與“故作聰明”的代碼相互排斥
在代碼簡單性和 API 使用簡單性之間可能會出現(xiàn)權(quán)衡。例如,讓代碼更復(fù)雜可能是值得的,這樣 API 的終端用戶可以更容易且正確地調(diào)用 API。相比之下,為 API 的終端用戶留一些額外的工作也可能是值得的,這樣代碼仍然簡單易懂。
當代碼需要復(fù)雜性時,應(yīng)該刻意地增加復(fù)雜性。如果需要額外的性能,或者一個特定的庫或服務(wù)有多個不同的用戶,這通常是必要的。復(fù)雜性應(yīng)該是合理的,但它應(yīng)該隨附文檔,以便用戶和未來的維護者能夠理解和駕馭復(fù)雜度。這應(yīng)該輔以證明其正確用法的測試和示例,尤其是在同時存在“簡單”和“復(fù)雜”代碼使用方式的情況下。
我們力求避免代碼庫中不必要的復(fù)雜性,以便當復(fù)雜性確實出現(xiàn)時,它表明這些相關(guān)代碼需要仔細理解和維護。理想情況下,應(yīng)該附有注釋,它解釋基本原理并確定應(yīng)注意的事項。在優(yōu)化代碼以提高性能時經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況;這樣做通常需要更復(fù)雜的方法,比如預(yù)分配緩沖區(qū)并在 goroutine 的整個生命周期中重用它。當維護者看到它時,這應(yīng)該是一個線索,表明相關(guān)代碼是性能的關(guān)鍵代碼,未來對該段代碼進行修改時應(yīng)該持有謹慎態(tài)度。另一方面,如果使用不當,這種復(fù)雜性會給那些將來需要閱讀或更改代碼的人帶來負擔。
如果代碼的目的很簡單但最終實現(xiàn)卻很復(fù)雜,這通常是應(yīng)該重新查看實現(xiàn)以確定是否有更簡單的方式來完成相同目的的信號。
最少機制
如果有多種方式可以表達相同的想法,請選擇使用最標準的一種。復(fù)雜的機制常在,但不應(yīng)無故使用。根據(jù)需要而增加代碼的復(fù)雜性很容易,而在發(fā)現(xiàn)不必要的復(fù)雜性后,消除現(xiàn)有的復(fù)雜性要困難得多。
在足以滿足你的用例時,使用核心語言結(jié)構(gòu)(例如 slice、map、循環(huán)或 struct)。
如果沒有,請在標準庫中尋找一種工具(如 HTTP 客戶端或模板引擎)。
最后,在引入新的依賴項或自己造輪子之前,請考慮 Google 代碼庫中是否有對應(yīng)的核心庫。
例如,考慮包含綁定到具有默認值的變量的標志的生產(chǎn)環(huán)境代碼,該默認值必須在測試中被覆蓋。除非打算測試程序的命令行界面本身(例如,使用 os/exec?),否則直接覆蓋綁定值比使用 flag.Set? 更簡單,也更可取。類似地,如果一段代碼需要對集合成員進行檢查,那么一個布爾值類型的 map(map[string]bool)通常就足夠了。僅當需要更復(fù)雜的操作而 map 無法實現(xiàn)或使用起來過于復(fù)雜,才應(yīng)使用提供類集合類型和功能的庫。
3. 簡潔性
簡潔的 Go 代碼具有很高的信噪比。應(yīng)該很容易地辨別相關(guān)細節(jié),它通過命名和代碼結(jié)構(gòu)引導(dǎo)讀者去詳細了解。
在任何時候,都會有很多東西阻礙代碼呈現(xiàn)最主要的細節(jié):
- 重復(fù)代碼
- 外來語法
- 晦澀難懂的名字
- 不必要的抽象
- 空格
重復(fù)的代碼模糊了每個幾乎相同部分之間的差異,它需要讀者通過視覺比較相似的代碼行已找到變化的地方。表格驅(qū)動測試室一個很好的機制示例,它可以從每次重復(fù)的重要細節(jié)中簡明地提取出通用代碼,但是選擇將哪些部分包含在表格中將影響表格的易懂程度。
在考慮多種方式組織代碼時,需要考慮哪種方式能讓重要的細節(jié)最明顯。
理解和使用常見的代碼結(jié)構(gòu)和正宗用法對于保持高信噪比也很重要。例如下面的代碼塊在錯誤處理中很常見,讀者可以很快理解這塊的用途。
如果代碼看起來與此非常相似但略有不同,讀者可能不會注意到變化。在這種情況下,值得通過添加注釋以引起注意,來有意“增強”錯誤檢查的信號。
4. 可維護性
代碼被編輯的次數(shù)比它編寫的次數(shù)多得多。具有可讀性的代碼不僅對試圖理解其工作原理的讀者有意義,而且對需要更改它的程序員也有意義。清晰性是關(guān)鍵。
- 可維護性的代碼:
- 易于被未來的程序員正確地修改
- 具有結(jié)構(gòu)化的 API,以便它們可以優(yōu)雅地增長
- 清楚代碼所做的假設(shè),它選擇對應(yīng)到問題結(jié)構(gòu)的抽象,而不是對應(yīng)到代碼結(jié)構(gòu)
- 避免不必要的耦合,不包含未使用的功能
- 有一個全面的測試套件,以確保承諾的行為得到維護,重要的邏輯是正確的,并且測試用例失敗時能提供清晰、可操作的診斷。
當使用像接口和類型這樣的抽象時,根據(jù)定義從它們使用的上下文中刪除信息,重要的是要確保它們提供了足夠的好處。編輯器和 IDE 可以直接連接到方法定義并在使用具體類型時顯示相應(yīng)的文檔,但在其他情況下只能參考對應(yīng)的接口定義。接口是一個強大的工具,但使用它也有代價,因為維護者可能需要了解底層實現(xiàn)的細節(jié)才能正確使用接口,這必須在接口文檔或調(diào)用處進行解釋。
可維護的代碼也避免了將重要的細節(jié)隱藏在容易被忽視的地方。例如,在以下的代碼例子中,一個字符的存在都會對理解代碼產(chǎn)生重大的影響。
這些都并非不正確,但都可以以更明確的方式編寫,或者可以附帶注釋以引起對重要行為的注意。
同樣的,一個隱藏了關(guān)鍵邏輯或者重要邊緣情況的輔助函數(shù)會很容易地使得之后的更改中可能沒有合適地考慮到它。
可預(yù)測的命名是可維護代碼的另一個特征。包的用戶或一段代碼的維護者應(yīng)該能夠預(yù)測給定上下文中的變量、方法或函數(shù)的名稱。相同概念的函數(shù)參數(shù)和接收者通常應(yīng)該共享相同的名稱,這既可以使文檔易于理解,也可以以最小的開銷促進代碼重構(gòu)。
可維護代碼應(yīng)最小化其依賴性(隱式和顯式)。依賴更少的包意味著可以影響行為的代碼行更少。避免對內(nèi)部或者沒有文檔記錄的行為的依賴,在將來這些行為發(fā)生改變時,這些代碼就不太可能會成為維護負擔。
在考慮如何組織或編寫代碼時,值得花時間去思考代碼可能隨時間的推移而演進的方式。如果給定的方法更有利于未來更簡單、更安全的更改,那通常是一個很好的權(quán)衡,即使這意味著設(shè)計稍微復(fù)雜一些。
5. 一致性
一致的代碼是在更廣泛的代碼庫中、在團隊或包的上下文中,甚至在同一個文件中,看起來、感覺和行為都類似的代碼。
一致性問題不會凌駕于上述任何原則,但如果必須打破平衡,那么打破平衡以保持一致性通常是有益的。
包內(nèi)的一致性通常是最直接重要的一致性級別。如果同一個問題在包中以多種方式處理,或者如果相同概念在一個文件中有多個名稱,則可能會非常不協(xié)調(diào)。但是,即使這樣也不應(yīng)該凌駕于文檔化的風格原則或全局一致性之上。
核心指南
這些指南收集了所有 Go 代碼都應(yīng)遵循的 Go 風格最重要的方面。我們希望在編寫可讀性代碼的時候?qū)W習并遵循這些準則。這些準則預(yù)計不會被經(jīng)常更改,并且新添加的內(nèi)容必須被高標準審核。
下面的指南擴展了 Effective Go 中的建議,這些建議為整個社區(qū)的 Go 代碼提供了一個共同的基線。
格式化
所有 Go 源文件必須符合 gofmt 工具輸出的格式。此格式由 Google 代碼庫中的提交前檢查強制執(zhí)行。生成的代碼通常也應(yīng)該格式化(例如,通過使用 format.Source),因為它也可以在代碼搜索中瀏覽。
駝峰命名
Go 源代碼在編寫多詞名稱時使用 MixedCaps 或mixedCaps (駝峰命名) 而不是下劃線 (蛇式)。
即使它打破了其他語言的約定,這也適用。例如,常量如果是可導(dǎo)出的,則為 MaxLength(而非 MAX_LENGTH),如果為未導(dǎo)出的,則為 maxLength(而非 max_length)。
為了首字母大寫為可導(dǎo)出的目的,局部變量被視為未導(dǎo)出的。
代碼行長度
Go 源代碼沒有固定的代碼行長度。如果一行感覺太長,應(yīng)該考慮重構(gòu)而不是折斷。如果它已經(jīng)盡可能短,那么應(yīng)該允許該代碼行保持變長。
不要分割代碼行的情況:
- 在縮進更改之前(例如,函數(shù)聲明、條件)
- 使某個長字符串(例如 URL)適合多個較短的行
命名
命名與其說是科學(xué),不如說是一門藝術(shù)。在 Go 中,名稱往往比許多其他語言短一些,但適用相同的一般準則。命名時應(yīng)該注意:
- 使用時不會感到重復(fù)
- 考慮上下文
- 不再重復(fù)已經(jīng)清楚的概念
你可以在【決策篇】中找到更多關(guān)于命名的具體指導(dǎo)。
局部一致性
在風格指南沒有提及特定風格點的地方,作者可以自由選擇他們喜歡的風格,除非代碼非常接近的地方(通常在同一個文件或包中,但有時在團隊或項目目錄中) 在該問題上采取了一致的風格。
有效的局部風格考量的例子:
- 使用 %s 或 %v 格式化打印錯誤
- 使用緩存 channel 代替互斥鎖
無效的局部風格考量的例子:
- 代碼行長度限制
- 使用基于斷言的測試庫
如果局部風格與風格指南不一致,但可讀性影響僅限于一個文件,它通常會在代碼審查中浮出水面,一致的修復(fù)將超出相關(guān) CL(change list,變更清單) 的范圍。那時,提交一個 bug 以追蹤該修復(fù)是合適的。
如果一個更改會讓現(xiàn)有的風格偏差惡化,在更多的 API 層面被暴露出來,擴大存在偏差的文件數(shù)量,或引入了一個實際的 bug,那么對于新代碼而言,局部一致性不再是違反風格指南的有效理由。在這些情況下,作者應(yīng)該在同一個 CL 下清理現(xiàn)有的代碼庫,在當前 CL 之前進行代碼重構(gòu),或者找到一個至少不會使得局部問題變得更糟的替代方案。?