Go（プログラミング言語）

ゴーファーのマスコットは、2009年に言語のオープンソース化に合わせて導入されました。Plan 9のウサギのマスコットをデザインしたレネー・フレンチは、以前のWFMUのTシャツのデザインからゴーファーを改変しました。 ^{[ 34 ]}ゴーファーは当初ゴードンという名前でしたが、^{[ 14 ] [ a ]} 2010年以降は名前がありません^{。 [ 34 ] [ 35 ]}

2016 年 11 月、Go と Go Mono フォントが、タイプ デザイナーのCharles BigelowとKris HolmesによってGo プロジェクトでの使用のためにリリースされました。Go はLucida Grandeに似たヒューマニスト サンセリフですが、 HelveticaとArialとほぼ (完全ではない) メトリック互換性があり、Go Mono は等幅フォントです。どちらのフォントもWGL4文字セットに準拠しており、大きなx ハイトと明確な文字形状で読みやすいように設計されています。Go と Go Mono はどちらも、スラッシュ付きのゼロ、テール付きの小文字、セリフ付きの大文字を持つことでDIN 1450 規格に準拠しています。 ^{[ 36 ] [ 37 ]}lI

2018年4月、ブランドデザイナーのアダム・スミスによってオリジナルのロゴが再デザインされました。新しいロゴは、右に傾いたモダンでスタイリッシュな「GO」に、流れるような線が描かれています。ゴーファーのマスコットは変更されていません。^{[ 38 ]}

Goの初期バージョンにおけるジェネリックプログラミングのサポートの欠如は、かなりの批判を招いた。 ^{[ 39 ]}設計者たちはジェネリックプログラミングに対してオープンな姿勢を示し、組み込み関数は実際には型ジェネリックであるが、特別なケースとして扱われていると指摘した。パイクはこのことを、いずれ変更されるかもしれない弱点と呼んだ。^{[ 40 ]} Googleチームはジェネリクスを備えた実験的なGo方言用のコンパイラを少なくとも1つ構築したが、リリースしなかった。^{[ 41 ]}

2018年8月、Goの主要貢献者たちは、汎用プログラミングとエラー処理の設計案を公開し、ユーザーにフィードバックを求めた。^{[ 42 ] [ 43 ]}しかし、エラー処理の提案は最終的に放棄された。^{[ 44 ]}

2020年6月、ジェネリック関数と型を宣言するために必要な構文をGoに追加する新しい設計文書の草案^{[ 45 ]}が公開されました。ユーザーが新しい構文を試せるように、コード変換ツールgo2goと、ジェネリクス対応のオンラインGo Playgroundバージョンが提供されました。^{[ 46 ]}

ジェネリクスは、2022年3月15日のバージョン1.18でついにGoに追加されました。^{[ 47 ]}

Go 1 は、言語仕様と標準ライブラリの主要部分との互換性を保証しています^{[ 48 ] 。現在の Go 1.26 リリース[ 49 ]}までのすべてのバージョンで、この約束が守られてきました。

Go はgo1.[major].[patch]、 のようなバージョン形式を使用し、go1.26.0各メジャー Go リリースは、2 つの新しいメジャーリリースが出るまでサポートされます。ほとんどのソフトウェアとは異なり、Go ではバージョンの 2 番目の数字をメジャーバージョンと呼びます。つまり、 の はgo1.26.0メジャー26バージョンです。^{[ 50 ]}これは、Go が 2.0 に到達することは決してなく、潜在的な破壊的変更よりも後方互換性を優先するためです。^{[ 51 ]}

Goの構文には、コードを簡潔かつ読みやすくするためにCから変更された点がいくつかあります。宣言と初期化を組み合わせた演算子が導入され、プログラマは変数の型を指定せずに`:`や` : `と記述できるようになりました。これはCの`:`や`:`とは対照的です（ただし、C23以降はC++と同様に`:`を使用して型推論がサポートされています）。また、Goではステートメント条件で括弧を使用する必要もなくなりました。i:=3s:="Hello, world!"inti=3;char*s="Hello, world!";autoif

セミコロンは依然として文を終了させますが、^{[ b ]}行末の場合は暗黙的に終了します。^{[ c ]}

メソッドは複数の値を返すことができ、ペアを返すことは、Go でメソッドが呼び出し元にエラーを示す慣習的な方法です。^{[ d ]} Go は、構造体パラメータを名前で初期化したり、マップやスライスを初期化したりするためのリテラル構文を追加しました。C の 3 つのステートメントのループの代替として、Go の式を使用すると、配列、スライス、文字列、マップ、チャネルを簡潔に反復できます。^{[ 60 ]}result,errforrange

byteGo には、数値型 ( 、int64、float32など)、ブール値、バイト列 ( )など、多くの組み込み型がありますstring。文字列は不変です。組み込み演算子とキーワード (関数ではなく) により、連結、比較、UTF-8エンコード/デコードが提供されます。^{[ 62 ]}レコード型はキーワードで定義できますstruct。^{[ 63 ]}

Goには以下のプリミティブが含まれています: ^{[ 64 ]}

byteは のエイリアスでありuint8、runeは のエイリアスであることに注意してくださいint32。

各型Tと各非負整数定数に対してn、配列型が で表されます[n]T。したがって、長さの異なる配列は異なる型になります。動的配列は「スライス」として利用でき、[]Tある型に対して で表されますT（C/C++ やJavaなどの他の言語と比較してください。これらの言語では、配列は で表されますT[]）。これらには長さと容量があり、配列を拡張するために新しいメモリを割り当てる必要があるタイミングを指定します。複数のスライスが基となるメモリを共有できます。^{[ 40 ] [ 65 ] [ 66 ]}

ポインタはすべての型で使用可能で、型へのポインタTは で表されます( Rust*Tと同様ポインタが で表されるC/C++ やC#などの他の言語と比較してください)。アドレス取得と間接参照はand演算子を使用するか、メソッド呼び出しまたは属性アクセス構文を通じて暗黙的に行われます。 ^{[ 67 ] [ 68 ]}標準ライブラリの特殊型を介する場合を除き、ポインタ演算はありません^{。 [ e ] [ 69 ]}T*&*unsafe.Pointer

K型、のペアに対してV、 型は型キーを型値にmap[K]Vマッピングする型であり、他の言語のと同等と考えることができます。Go プログラミング言語仕様では、マップ型のパフォーマンス保証や実装要件は規定されていませんが、通常はハッシュテーブル(他の言語の と同等) として実装されます。ハッシュテーブルは、特別な構文と組み込み関数を備え、言語に組み込まれています。は、同時実行中の Go プロセス間で型の値を送信できるチャネルです。^{[ 70 ]}KVMap<K, V>HashMap<K, V>chan TT

Go の型システムは、インターフェースのサポートを除けば名目型です。typeキーワードを使用して、同じレイアウト ( の場合、同じメンバーが同じ順序) を持つ他の名前付き型とは異なる新しい名前付き型structを定義できます。型間の変換 (たとえば、さまざまな整数型間) は事前に定義されており、新しい型を追加すると追加の変換を定義できますが、名前付き型間の変換は常に明示的に呼び出す必要があります。^{[ 71 ]}たとえば、キーワードを使用して、32 ビット符号なし整数に基づくIPv4typeアドレスの型を次のように定義できます。

タイプipv4addr uint32

この型定義では、値をIPアドレスとしてipv4addr(x)解釈します。単に型の変数に代入すると、型エラーになります。^{[ 72 ]}uint32xxipv4addr

定数式は型付きまたは「型なし」のいずれかになります。定数式は、それが表す値がコンパイル時のチェックを通過する場合に、型付き変数に代入されるときに型が与えられます。^{[ 73 ]}

関数型はキーワードで示されます。関数型は、0 個以上のパラメータfuncを受け取り、0 個以上の値を返します。これらの値はすべて型付けされています。パラメータと戻り値によって関数型が決まります。したがって、は、と 32 ビット符号付き整数を受け取り、符号付き整数 (デフォルト幅) と組み込みインターフェース型の値を返す関数の型です。 ^{[ 74 ]}func(string, int32) (int, error)stringerror

名前付き型には、それぞれ関連付けられたメソッドセットがあります。上記のIPアドレスの例は、その値が既知の標準であるかどうかを確認するメソッドを追加することで拡張できます。

// ZeroBroadcast は、addr が 255.255.255.255 であるかどうかを報告します。func ( addr ipv4addr ) ZeroBroadcast () bool { return addr == 0xFFFFFFFF }

名目上の型付けのため、このメソッド定義は にメソッドを追加しますipv4addrが、 には追加しませんuint32。メソッドには特別な定義と呼び出し構文がありますが、明確なメソッド型はありません。^{[ 75 ]}

import "math"type Shape interface { Area () float64 }// 注: "implements" 宣言はありませんtype Square struct { side float64 }func ( sq Square ) Area ( ) float64 { return sq.side * sq.side }​​​// ここにも「implements」宣言はありませんtype Circle struct { radius float64 }func ( c Circle ) Area ( ) float64 { return math.Pi * math.Pow ( c.radius , 2 ) }​​​​​

var shp Shape = Square { 5 } square , ok := shp .( Square ) // shp が Square 型であることを確認します。 ok が正しければ動作するはずです。 if ok { fmt . Printf ( "%#v\n" , square ) } else { fmt . Println ( "形状を Square として印刷できません" ) }

func ( sq Square ) Diagonal ( ) float64 { return sq.side * math.Sqrt2 } func ( c Circle ) Diameter ( ) float64 { return 2 * c.radius }​​​​func LongestContainedLine ( shp Shape ) float64 { switch v := shp .( type ) { case Square : return v . Diagonal () // または、型アサーションを使用する場合は、shp.(Square).Diagonal() case Circle : return v . Diameter () // または、型アサーションを使用する場合は、shp.(Circle).Diameter() default : return 0 // 実際には、これはエラーで処理されるべきです} }

型Numberインターフェース{ ~ int | ~ float64 | ~ float32 | ~ int32 | ~ int64 }func Add [ T Number ]( nums ... T ) T { var sum T for _ , v := range nums { sum += v } return sum }func main () { add := Add [ int ] // 型のインスタンス化println ( add ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 )) // 15res := Add ( 1.1 , 2.2 , 3.3 , 4.4 , 5.5 ) // 型推論println ( res ) // +1.650000e+001 }

型ByteSize intconst ( _ = iota // 最初の値を空の識別子に代入して無視します。0 KB ByteSize = 1 << ( 10 * iota ) // 1 << (10 * 1) == 1 << 10 == 1024; バイナリでは 10000000000 MB // 1 << (10 * 2) == 1048576; バイナリでは 100000000000000000000 GB // 1 << (10 * 3) == 1073741824; バイナリでは 1000000000000000000000000000000 )

Go のパッケージ システムでは、各パッケージにはパス (例:"compress/bzip2"または"golang.org/x/net/html") と名前 (例:bzip2またはhtml) があります。デフォルトでは、他のパッケージの定義には常に他のパッケージ名をプレフィックスとして付ける必要があります。ただし、使用する名前はパッケージ名から変更でき、 としてインポートする場合は_パッケージ プレフィックスは不要です。他のパッケージから大文字のio.Reader名前のみがアクセス可能です。は公開されていますが、bzip2.readerは公開されていません。^{[ 95 ]}コマンドgo getはリモート リポジトリに保存されているパッケージを取得できます^{[ 96 ]。}開発者は、標準ライブラリや他の外部ライブラリへの将来の追加との名前の衝突の可能性を減らすために、ソース リポジトリに対応するベース パス (例: example.com/user_name/package_name) 内にパッケージを開発することが推奨されています。^{[ 97 ]}

Go言語には、並行プログラムを作成するための組み込み機能とライブラリサポートがあります。ランタイムは非同期です。たとえば、ネットワーク読み取りを実行するプログラムの実行は、処理可能なデータが利用可能になるまで中断され、プログラムの他の部分が他の作業を実行できるようになります。これはランタイムに組み込まれており、プログラムコードの変更は必要ありません。Goランタイムはまた、複数のCPU間で並行操作（ゴルーチン）を自動的にスケジュールします。これにより、適切に記述されたプログラムで並列処理を実現できます。^{[ 98 ]}

主要な並行処理構成要素は、グリーンスレッドの一種であるゴルーチンです。^{[ 99 ] : 280–281}キーワードで始まる関数呼び出しは、新しいゴルーチンで関数を開始します。言語仕様ではゴルーチンの実装方法は規定されていませんが、現在の実装では、ErlangやHaskellのGlasgow Haskell Compiler （GHC）ランタイム実装で行われるスケジューリングと同様に、 Goプロセスのゴルーチンをより少ない数のオペレーティングシステムスレッドに多重化しています。^{[ 100 ] : 10}go

古典的な並行制御構造（ミューテックスロックなど）のほとんどを備えた標準ライブラリパッケージが利用可能である一方、 ^{[ 100 ] : 151-152}慣用的な並行プログラムは、ゴルーチン間でメッセージを送信するチャネルを好みます。^{[ 101 ]}オプションのバッファはメッセージをFIFO順に格納し^{[ 102 ] : 43}送信ゴルーチンがメッセージを受信する前に処理を続行できるようにします。^{[ 99 ] : 233}

チャネルには型があり、型のチャネルはchan T型のメッセージの転送にのみ使用できますT。チャネルを操作するには特別な構文を使用します。<-chは、チャネル経由で値が受信されるまで実行中のゴルーチンをブロックする式でありch、はch <- x値を送信しますx（別のゴルーチンが値を受信するまでブロックする可能性があります）。組み込みののswitchようなselectステートメントを使用して、複数のチャネルで非ブロッキング通信を実装できます。例については以下を参照してください。Goには、ゴルーチンがチャネルやその他の操作を使用してデータを安全に共有する方法を記述したメモリ モデルがあります。^{[ 103 ]}

チャネルの存在自体は、メッセージがアクター（ゴルーチンに対応）に直接送信されるErlangのようなアクターモデル型の並行言語とGoを区別するものではありません。アクターモデルでは、チャネル自体がアクターであるため、チャネルにアドレスを指定することは、アクターにアドレスを指定することを意味します。アクター型は、ゴルーチンとチャネルを1対1で対応させることでGoでシミュレートできますが、Goでは複数のゴルーチンがチャネルを共有したり、1つのゴルーチンが複数のチャネルで送受信したりすることも可能です。^{[ 100 ] : 147}

これらのツールから、ワーカー プール、パイプライン (たとえば、ファイルがダウンロードされる際に解凍および解析される)、タイムアウト付きバックグラウンド呼び出し、一連のサービスへの「ファンアウト」並列呼び出しなど、並行構造を構築できます。 ^{[ 104 ]}また、チャネルは、通常のプロセス間通信の概念からさらに離れた用途も見つけており、リサイクル バッファの並行安全なリストとして機能したり、^{[ 105 ]}コルーチンを実装したり(これがgoroutineという名前のインスピレーションになりました)、^{[ 106 ]}イテレータを実装したりしています。^{[ 107 ]}

Go の並行処理に関連する構造的慣習 (チャネルと代替チャネル入力) は、Tony Hoare の通信シーケンシャル プロセス モデルから派生しています。OccamやLimbo (Go の共同設計者である Rob Pike が携わった言語) などの以前の並行プログラミング言語とは異なり、[ 108 ^{] Goは}安全または検証可能な並行処理の概念を組み込みで提供していません。^{[ 109 ]}通信プロセス モデルは Go で好まれていますが、唯一のモデルではありません。プログラム内のすべてのゴルーチンは単一のアドレス空間を共有します。これは、可変オブジェクトとポインタがゴルーチン間で共有される可能性があることを意味します。§ データ競合の安全性の欠如を参照してください。 

gcツールチェーンのリンカーはデフォルトで静的にリンクされたバイナリを作成するため、すべてのGoバイナリにはGoランタイムが含まれます。^{[ 117 ] [ 118 ]}

Go は、他の言語で一般的な特定の機能、例えば(実装) 継承、アサーション、^{[ f ]}ポインタ演算、^{[ e ]}暗黙的な型変換、タグなし共用体、^{[ g ]}およびタグ付き共用体^{[ h ]}などを意図的に省略しています。設計者は、3 名全員が同意した機能のみを追加しました。^{[ 121 ]}

省略された言語機能のうち、設計者はアサーションとポインタ演算に明確に反対し、型継承を省略した選択はより有用な言語をもたらすとして擁護し、代わりに動的ディスパッチ^{[ i ]}とコードの再利用のためのコンポジションの使用を推奨している。コンポジションと委譲は実際には埋め込みによって大部分が自動化されている。研究者の Schmagerらによると、この機能は「継承の多くの欠点がある。オブジェクトのパブリックインターフェイスに影響を与え、きめ細かくなく（つまり、埋め込みに対するメソッドレベルの制御がなく）、埋め込まれたオブジェクトのメソッドを隠すことができず、静的である」ため、プログラマが他の言語のプログラマが継承を過剰に使用すると言われているほど過剰に使用するかどうかは「明らかではない」。^{[ 76 ]}struct

Go では、当初は「複雑さに見合った価値を提供する設計」がなかったため、例外処理は省略されていました。 ^{[ 122 ]}通常の制御構造を回避する例外のようなpanicメカニズムが提案され^{[ 123 ]}、2010 年 3 月 30 日のスナップショットでリリースされました。^{[ 124 ]} Go の開発者は、プログラム全体やサーバー要求を停止させるような回復不能なエラー、またはパッケージ内でスタックを上方向にエラーを伝播させるショートカットとして使用することを推奨しています。^{[ 125 ] [ 126 ]}パッケージの境界を越えて、Go には標準的なエラー型が含まれており、この型を使用した複数値の戻り値が標準的な慣用表現となっています。^{[ 4 ]}recovertry-catch

パッケージメインimport "fmt"func main () { fmt.Println ( " hello world " ) }

ここで「fmt」は、C言語の<stdio.h>やC++の<print>に似た、フォーマット付き入出力のためのパッケージです。^{[ 136 ]}

以下の簡単なプログラムは、Goの並行処理機能を用いて非同期プログラムを実装する方法を示しています。このプログラムは2つの軽量スレッド（「ゴルーチン」）を起動します。1つはユーザーがテキストを入力するのを待ち、もう1つはタイムアウト処理を実行します。select文は、これらのゴルーチンのいずれかがメインルーチンにメッセージを送信するのを待ち、最初に到着したメッセージに基づいて処理を実行します（この例はDavid Chisnallの著書から引用）。^{[ 100 ] : 152}

パッケージメインimport ( "fmt" "time" )func readword ( ch chan string ) { fmt.Println ( "単語を入力してEnterキーを押してください。" ) var word string fmt.Scanf ( " % s " , & word ) ch <- word }func timeout ( t chan bool ) { time.Sleep ( 5 * time.Second ) t < - false }​​​func main () { t := make ( chan bool ) go timeout ( t )ch := make ( chan string ) go readword ( ch )select { case word := <- ch : fmt . Println ( "Received" , word ) case <- t : fmt . Println ( "Timeout." ) } }

テストパッケージは、Goパッケージの自動テストをサポートします。^{[ 137 ]}ターゲット関数の例:

func ExtractUsername ( email string ) string { at := strings.Index ( email , " @" ) return email [ : at ] }

テストコード（ Go言語にはassertキーワードがないことに注意してください。テストは同じパッケージ内の<filename>_test.goにあります）：

import ( "testing" )func TestExtractUsername ( t * testing . T ) { t . Run ( "withoutDot " , func ( t * testing . T ) { username := ExtractUsername ( "r@google.com" ) if username != "r" { t . Fatalf ( "Got: %v\n" , username ) } })t.Run ( " withDot " , func ( t * testing.T ) { username := ExtractUsername ( "jonh.smith@example.com" ) if username != "jonh.smith" { t.Fatalf ( " Got : %v\n " , username ) } } ) }

テストを並列実行することが可能です。

net /http ^{[ 138 ]}パッケージは、Web アプリケーションの作成をサポートします。

この例では、localhost:8080 にアクセスすると「Hello world!」と表示されます。

パッケージメインimport ( "fmt" "log" "net/http" )func helloFunc ( w http.ResponseWriter , r * http.Request ) { fmt.Fprintf ( w , " Hello world ! " ) }​​func main () { http.HandleFunc ( " / " , helloFunc ) log.Fatal ( http.ListenAndServe ( " : 8080 " , nil ) ) }