Go | 了解函式作為變數應用

💬 簡介

在 Go 語言中，函式不僅是程式中的基本執行單位，還可以作為變數來使用，這使得函式在應用上更加靈活。
我們可以將函式指派給變數，作為參數傳遞給其他函式，甚至可以讓函式回傳另一個函式。這種特性提供了許多高階應用，例如回呼函式（Callback）、函式組合（Function Composition）與動態行為調整。

本篇文章將深入探討函式作為變數的應用，並提供範例來展示如何利用這一特性提升程式的彈性與可讀性。

圖片來源：Gophers

🔎 函式作為變數的應用

在 Go 語言中，函式可以被指派給變數，這使得我們能夠動態決定要執行哪個函式。這類似於其他語言中的「一級函式（First-Class Function）」概念。

1️⃣ 將函式指派給變數

在 Go 中，函式可以被儲存在變數中，並透過該變數來調用：

package main

import "fmt"

func sayHello() {
    fmt.Println("Hello, Go!")
}

func main() {
    var greet func()  // 定義一個函式型別的變數
    greet = sayHello  // 將函式指派給變數
    greet()           // 呼叫函式
}

輸出結果：

1	Hello, Go!

📝 在這個範例中，我們先宣告了一個 func() 型別的變數 greet，接著將 sayHello 指派給它，最後透過 greet() 來執行函式。

2️⃣ 直接宣告匿名函式

我們也可以直接使用 匿名函式（Anonymous Function） 來建立函式變數，而不需要額外定義一個函式名稱。

package main

import "fmt"

func main() {
    greet := func(name string) {
        fmt.Println("Hello,", name)
    }

    greet("Alice") // 呼叫匿名函式
}

輸出結果：

1	Hello, Alice

📝 這種方式常用於簡單的回呼函式（Callback）或作為參數傳遞的函式。

3️⃣ 函式作為參數傳遞

函式可以被當作參數傳遞給其他函式，使我們可以在函式內部調用不同的邏輯。

package main

import "fmt"

// 定義一個函式，接受另一個函式作為參數
func execute(fn func(string), name string) {
    fn(name)
}

func main() {
    sayHello := func(name string) {
        fmt.Println("Hello,", name)
    }

    execute(sayHello, "Bob") // 傳遞函式作為參數
}

輸出結果：

1	Hello, Bob

📝 execute 函式接收一個 func(string) 型別的函式作為參數，這讓我們能夠傳遞不同的函式來執行。

4️⃣ 函式作為回傳值

除了作為參數傳遞，我們也可以讓函式回傳另一個函式，進一步提升靈活性。

package main

import "fmt"

// 回傳一個函式
func getGreeting() func(string) string {
    return func(name string) string {
        return "Hello, " + name
    }
}

func main() {
    greet := getGreeting() // 獲取回傳的函式
    fmt.Println(greet("Charlie"))
}

輸出結果：

1	Hello, Charlie

📝 getGreeting 回傳一個匿名函式，該函式可用於產生問候語。

5️⃣ 結合函式變數與高階函式

透過函式變數，我們可以實現函式組合（Function Composition）或動態行為調整。例如，我們可以建立一個計算函式，並傳入不同的運算邏輯：

package main

import "fmt"

// 計算函式，接受兩個數字與一個運算函式
func compute(a, b int, op func(int, int) int) int {
    return op(a, b)
}

func main() {
    add := func(x, y int) int { return x + y }
    multiply := func(x, y int) int { return x * y }

    fmt.Println("加法結果:", compute(10, 5, add))       // 15
    fmt.Println("乘法結果:", compute(10, 5, multiply)) // 50
}

輸出結果：

1 2	加法結果: 15 乘法結果: 50

📝 這樣的設計可以讓計算函式更加靈活，根據需求動態決定使用哪種運算方式。

6️⃣ 責任鏈模式應用

責任鏈模式是一種行為設計模式，它允許將請求沿著處理者鏈傳遞，每個處理者可以選擇處理請求或將其傳遞給下一個處理者。在 Go 中，我們可以使用函式變數來動態組合處理流程。

責任鏈模式範例

package main

import "fmt"

// Handler 定義處理函式的型別
type Handler func(string) string

// 設定一個中介函式來組合處理流程
func chainHandlers(handlers ...Handler) Handler {
    return func(input string) string {
        result := input
        for _, handler := range handlers {
            result = handler(result)
        }
        return result
    }
}

func main() {
    // 定義多個處理函式
    trim := func(s string) string {
        return fmt.Sprintf("Trim[%s]", s)
    }

    toUpper := func(s string) string {
        return fmt.Sprintf("Upper[%s]", s)
    }

    addPrefix := func(s string) string {
        return fmt.Sprintf("Prefix[%s]", s)
    }

    // 建立責任鏈
    process := chainHandlers(trim, toUpper, addPrefix)

    // 執行處理流程
    result := process("hello golang")
    fmt.Println(result)
}

輸出結果：

1	Prefix[Upper[Trim[hello golang]]]

📝 我們使用 chainHandlers 來接收多個 Handler，並按照順序依次執行。這種模式可以靈活組合不同的處理流程，例如用於請求過濾、日誌處理、管道處理等場景。

🚀 應用場景

函式變數的應用場景非常廣泛，以下列舉幾個常見應用。

✅ 日誌記錄（Logging）

動態設定不同的日誌級別。

package main

import "fmt"

type Logger func(string)

func main() {
    infoLogger := func(msg string) { fmt.Println("[INFO]:", msg) }
    errorLogger := func(msg string) { fmt.Println("[ERROR]:", msg) }

    log := infoLogger // 預設使用 infoLogger
    log("Application started")

    log = errorLogger // 切換到 errorLogger
    log("An error occurred")
}

輸出結果：

1 2	[INFO]: Application started [ERROR]: An error occurred

✅ HTTP 請求處理（Middleware）

Go 的 HTTP 伺服器可利用函式變數來動態設定請求處理方式，例如加入身份驗證、日誌、錯誤處理等。

package main

import (
    "fmt"
    "net/http"
)

// Middleware: 日誌函式
func loggerMiddleware(next http.HandlerFunc) http.HandlerFunc {
    return func(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
        fmt.Println("Request received:", r.URL.Path)
        next(w, r)
    }
}

func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
    fmt.Fprintln(w, "Hello, Go Web!")
}

func main() {
    http.HandleFunc("/", loggerMiddleware(helloHandler))
    fmt.Println("Server started on :8080")
    http.ListenAndServe(":8080", nil)
}

當訪問 localhost:8080，終端會輸出：

1	Request received: /

⚠️ 注意事項

1️⃣ 函式型別必須匹配

當將函式指派給變數或作為參數傳遞時，函式的參數與回傳值型別必須完全匹配，否則會導致編譯錯誤。

package main

func main() {
    var fn func(int) // 函式變數的定義
    fn = func(a string) { // ⚠️ 錯誤：型別不匹配
        println(a)
    }
}

這段程式碼會導致錯誤：

1
2
3

# command-line-arguments
.\main.go:4:6: declared and not used: fn
.\main.go:5:7: cannot use func(a string) {…} (value of type func(a string)) as func(int) value in assignment

2️⃣ 避免未初始化的函式變數

如果函式變數未初始化就直接執行，會導致 nil pointer dereference 錯誤。

package main

func main() {
    var fn func()
    fn() // ⚠️ 錯誤：未初始化的函式變數
}

這段程式碼會導致錯誤：

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal 0xc0000005 code=0x0 addr=0x0 pc=0x9b9a0c]

goroutine 1 [running]:
main.main()
        D:/workspace/example/main.go:5 +0xc
exit status 2

🎯總結

Go 支援將函式作為變數來使用，使得函式可以動態指派、作為參數傳遞或作為回傳值。
使用函式變數可以讓程式更加靈活，例如實現回呼函式、高階函式、動態行為調整等應用。
在使用函式變數時，需要確保函式型別匹配，並避免執行未初始化的函式變數。
透過靈活運用函式變數，我們可以寫出更模組化、彈性強的 Go 程式，提高可維護性與可讀性。

最後建議回顧一下 Go | 菜鳥教學目錄，了解其章節內容。

註：以上參考了
Go

Go | 初步了解函式是什麼？

Go | 進階函式參數與回傳值

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💬 簡介

🔎 函式作為變數的應用

1️⃣ 將函式指派給變數

2️⃣ 直接宣告匿名函式

3️⃣ 函式作為參數傳遞

4️⃣ 函式作為回傳值

5️⃣ 結合函式變數與高階函式

6️⃣ 責任鏈模式應用

🚀 應用場景

✅ 日誌記錄（Logging）

✅ HTTP 請求處理（Middleware）

⚠️ 注意事項

1️⃣ 函式型別必須匹配

2️⃣ 避免未初始化的函式變數

🎯總結

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💬 簡介

🔎 函式作為變數的應用

1️⃣ 將函式指派給變數

2️⃣ 直接宣告匿名函式

3️⃣ 函式作為參數傳遞

4️⃣ 函式作為回傳值

5️⃣ 結合函式變數與高階函式

6️⃣ 責任鏈模式應用

🚀 應用場景

✅ 日誌記錄（Logging）

✅ HTTP 請求處理（Middleware）

⚠️ 注意事項

1️⃣ 函式型別必須匹配

2️⃣ 避免未初始化的函式變數

🎯總結

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