【全球快播报】Go语言：利用 TDD 逐步为一个字典应用创建完整的 CRUD API

前言

在数组这一章节中，我们学会了如何按顺序存储值。现在，我们再来看看如何通过键存储值，并快速查找它们。Maps 允许你以类似于字典的方式存储值。你可以将键视为单词，将值视为定义。所以，难道还有比构建我们自己的字典更好的学习 map 的方式吗？

正文

首先编写测试

在 dictionary_test.go中编写代码：

package mainimport "testing"func TestSearch(t *testing.T) {    dictionary := map[string]string{"test": "this is just a test"}    got := Search(dictionary, "test")    want := "this is just a test"    if got != want {        t.Errorf("got "%s" want "%s" given, "%s"", got, want, "test")    }}
声明 map 的方式有点儿类似于数组。不同之处是，它以 map关键字开头，需要两种类型。第一个是键的类型，写在 []中。第二个是值的类型，跟在 []之后。键的类型很特别，它只能是一个可比较的类型，因为如果不能判断两个键是否相等，我们就无法确保我们得到的是正确的值。可比类型在语言规范中有详细解释。另一方面，值的类型可以是任意类型，它甚至可以是另一个 map。

尝试运行测试

运行 go test后编译器会提示失败信息 ./dictionary_test.go:8:9: undefined: Search。

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

在 dictionary.go中：


(资料图)

package mainfunc Search(dictionary map[string]string, word string) string {    return ""}
测试应该失败并显示明确的错误信息：dictionary_test.go:12: got "" want "this is just a test" given, "test"

编写足够的代码使测试通过

func Search(dictionary map[string]string, word string) string {    return dictionary[word]}

从 map 中获取值和数组相同，都是通过 map[key]的方式。

重构

func TestSearch(t *testing.T) {    dictionary := map[string]string{"test": "this is just a test"}    got := Search(dictionary, "test")    want := "this is just a test"    assertStrings(t, got, want)}func assertStrings(t *testing.T, got, want string) {    t.Helper()    if got != want {        t.Errorf("got "%s" want "%s"", got, want)    }}

创建一个 assertStrings辅助函数并删除 given的部分让实现更通用。

使用自定义的类型

我们可以通过为 map 创建新的类型并使用 Search方法改进字典的使用。

在 dictionary_test.go中：

func TestSearch(t *testing.T) {    dictionary := Dictionary{"test": "this is just a test"}    got := dictionary.Search("test")    want := "this is just a test"    assertStrings(t, got, want)}
我们已经开始使用 Dictionary类型了，但是我们还没有定义它。然后要在 Dictionary实例上调用 Search方法。我们不需要更改assertStrings。在 dictionary.go中：
type Dictionary map[string]stringfunc (d Dictionary) Search(word string) string {    return d[word]}

在这里，我们创建了一个 Dictionary类型，它是对 map的简单封装。定义了自定义类型后，我们可以创建 Search方法。

首先编写测试

基本的搜索很容易实现，但是如果我们提供一个不在我们字典中的单词，会发生什么呢？我们实际上得不到任何返回。这很好，因为程序可以继续运行，但还有更好的方法。这个函数可以证明该单词不在字典中。这样，用户就不用猜测这个单词是不存在还是未定义了（这看起来可能对于字典没有用。但是，这可能是其他用例的关键场景）。
func TestSearch(t *testing.T) {    dictionary := Dictionary{"test": "this is just a test"}    t.Run("known word", func(t *testing.T) {        got, _ := dictionary.Search("test")        want := "this is just a test"        assertStrings(t, got, want)    })    t.Run("unknown word", func(t *testing.T) {        _, err := dictionary.Search("unknown")        want := "could not find the word you were looking for"        if err == nil {            t.Fatal("expected to get an error.")        }        assertStrings(t, err.Error(), want)    })}

在 Go 中处理这种情况的方法是返回第二个参数，它是一个 Error类型。

Error类型可以使用 .Error()方法转换为字符串，我们将其传递给断言时会执行此操作。

我们也用 if来保护 assertStrings，以确保我们不在 nil上调用 .Error()。

尝试运行测试

这不会通过编译

./dictionary_test.go:18:10: assignment mismatch: 2 variables but 1 values

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) { return d[word], nil}

现在你的测试将会失败，并显示更加清晰的错误信息

dictionary_test.go:22: expected to get an error.

编写足够的代码使测试通过

func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) {    definition, ok := d[word]    if !ok {        return "", errors.New("could not find the word you were looking for")    }    return definition, nil}

为了使测试通过，我们使用了一个 map 查找的有趣特性。

它可以返回两个值。第二个值是一个布尔值，表示是否成功找到 key。

此特性允许我们区分单词不存在还是未定义。

重构

var ErrNotFound = errors.New("could not find the word you were looking for")func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) {    definition, ok := d[word]    if !ok {        return "", ErrNotFound    }    return definition, nil}

我们通过将错误提取为变量的方式，摆脱 Search中魔术错误（magic error）。这也会使我们获得更好的测试。

t.Run("unknown word", func(t *testing.T) {    _, got := dictionary.Search("unknown")    assertError(t, got, ErrNotFound)})func assertError(t *testing.T, got, want error) {    t.Helper()    if got != want {        t.Errorf("got error "%s" want "%s"", got, want)    }}

通过创建一个新的辅助函数，我们能够简化测试，并使用 ErrNotFound变量，如果我们将来更改显示错误的文字，测试也不会失败。

首先编写测试

我们现在有很好的方法来搜索字典。但是，我们无法在字典中添加新单词。

func TestAdd(t *testing.T) {    dictionary := Dictionary{}    dictionary.Add("test", "this is just a test")    want := "this is just a test"    got, err := dictionary.Search("test")    if err != nil {        t.Fatal("should find added word:", err)    }    if want != got {        t.Errorf("got "%s" want "%s"", got, want)    }}

在这个测试中，我们利用 Search方法使字典的验证更加容易。

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

在 dictionary.go中：

func (d Dictionary) Add(word, definition string) {}

测试现在应该会失败：

dictionary_test.go:31: should find added word: could not find the word you were looking for

编写足够的代码使测试通过

func (d Dictionary) Add(word, definition string) {    d[word] = definition}

向 map 添加元素也类似于数组。你只需指定键并给它赋一个值。

引用类型

Map 有一个有趣的特性，不使用指针传递你就可以修改它们。

这是因为 map是引用类型。这意味着它拥有对底层数据结构的引用，就像指针一样。

它底层的数据结构是 hash table或 hash map

Map 作为引用类型是非常好的，因为无论 map 有多大，都只会有一个副本

引用类型引入了 maps可以是 nil值。如果你尝试使用一个 nil的 map，你会得到一个 nil 指针异常，这将导致程序终止运行。

由于 nil 指针异常，你永远不应该初始化一个空的 map 变量：

var m map[string]string

相反，你可以像我们上面那样初始化空 map，或使用 make关键字创建 map

dictionary = map[string]string{}// ORdictionary = make(map[string]string)

这两种方法都可以创建一个空的 hash map并指向 dictionary。这确保永远不会获得 nil 指针异常

重构

在我们的实现中没有太多可以重构的地方，但测试可以简化一点。

func TestAdd(t *testing.T) {    dictionary := Dictionary{}    word := "test"    definition := "this is just a test"    dictionary.Add(word, definition)    assertDefinition(t, dictionary, word, definition)}func assertDefinition(t *testing.T, dictionary Dictionary, word, definition string) {    t.Helper()    got, err := dictionary.Search(word)    if err != nil {        t.Fatal("should find added word:", err)    }    if definition != got {        t.Errorf("got "%s" want "%s"", got, definition)    }}

我们为单词和定义创建了变量，并将定义断言移到了自己的辅助函数中。

我们的 Add看起来不错。除此之外，我们没有考虑当我们尝试添加的值已经存在时会发生什么！

如果值已存在，map 不会抛出错误。相反，它们将继续并使用新提供的值覆盖该值。

这在实践中很方便，但会导致我们的函数名称不准确。Add不应修改现有值。它应该只在我们的字典中添加新单词。

首先编写测试

func TestAdd(t *testing.T) {    t.Run("new word", func(t *testing.T) {        dictionary := Dictionary{}        word := "test"        definition := "this is just a test"        err := dictionary.Add(word, definition)        assertError(t, err, nil)        assertDefinition(t, dictionary, word, definition)    })    t.Run("existing word", func(t *testing.T) {        word := "test"        definition := "this is just a test"        dictionary := Dictionary{word: definition}        err := dictionary.Add(word, "new test")        assertError(t, err, ErrWordExists)        assertDefinition(t, dictionary, word, definition)    })}

对于此测试，我们修改了 Add以返回错误，我们将针对新的错误变量 ErrWordExists进行验证。我们还修改了之前的测试以检查是否为 nil错误。

尝试运行测试

编译将失败，因为我们没有为 Add返回值。

./dictionary_test.go:30:13: dictionary.Add(word, definition) used as value./dictionary_test.go:41:13: dictionary.Add(word, "new test") used as value

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

在 dictionary.go中：

var (    ErrNotFound   = errors.New("could not find the word you were looking for")    ErrWordExists = errors.New("cannot add word because it already exists"))func (d Dictionary) Add(word, definition string) error {    d[word] = definition    return nil}

现在我们又得到两个错误。我们仍在修改值，并返回 nil错误。

dictionary_test.go:43: got error "%!s()" want "cannot add word because it already exists"dictionary_test.go:44: got "new test" want "this is just a test"

编写足够的代码使测试通过

func (d Dictionary) Add(word, definition string) error {    _, err := d.Search(word)    switch err {    case ErrNotFound:        d[word] = definition    case nil:        return ErrWordExists    default:        return err    }    return nil}

这里我们使用 switch语句来匹配错误。如上使用 switch提供了额外的安全，以防 Search返回错误而不是 ErrNotFound。

重构

我们没有太多需要重构的地方，但随着对错误使用的增多，我们还可以做一些修改。

const (    ErrNotFound   = DictionaryErr("could not find the word you were looking for")    ErrWordExists = DictionaryErr("cannot add word because it already exists"))type DictionaryErr stringfunc (e DictionaryErr) Error() string {    return string(e)}

我们将错误声明为常量，这需要我们创建自己的 DictionaryErr类型来实现 error接口。

你可以在 Dave Cheney 的这篇优秀文章中了解更多相关的细节。

简而言之，它使错误更具可重用性和不可变性

首先编写测试

func TestUpdate(t *testing.T) {    word := "test"    definition := "this is just a test"    dictionary := Dictionary{word: definition}    newDefinition := "new definition"    dictionary.Update(word, newDefinition)    assertDefinition(t, dictionary, word, newDefinition)}

Update与 Create密切相关，这是下一个需要我们实现的方法

尝试运行测试

./dictionary_test.go:53:2: dictionary.Update undefined (type Dictionary has no field or method Update)

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

我们已经知道如何处理这样的错误。我们需要定义我们的函数。

func (d Dictionary) Update(word, definition string) {}

从这里可以看出我们需要改变这个词的定义。

dictionary_test.go:55: got "this is just a test" want "new definition"

编写足够的代码使测试通过

当我们用 Create解决问题时就明白了如何处理这个问题。所以让我们实现一个与 Create非常相似的方法。

func (d Dictionary) Update(word, definition string) {    d[word] = definition}

我们不需要对此进行重构，因为更改很简单。但是，我们现在遇到与 Create相同的问题。

如果我们传入一个新单词，Update会将它添加到字典中。

首先编写测试

t.Run("existing word", func(t *testing.T) {    word := "test"    definition := "this is just a test"    newDefinition := "new definition"    dictionary := Dictionary{word: definition}    err := dictionary.Update(word, newDefinition)    assertError(t, err, nil)    assertDefinition(t, dictionary, word, newDefinition)})t.Run("new word", func(t *testing.T) {    word := "test"    definition := "this is just a test"    dictionary := Dictionary{}    err := dictionary.Update(word, definition)    assertError(t, err, ErrWordDoesNotExist)})

我们在单词不存在时添加了另一种错误类型。我们还修改了 Update以返回 error值。

尝试运行测试

./dictionary_test.go:53:16: dictionary.Update(word, "new test") used as value./dictionary_test.go:64:16: dictionary.Update(word, definition) used as value./dictionary_test.go:66:23: undefined: ErrWordDoesNotExists

这次我们得到 3 个错误，但我们知道如何处理这些错误。

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

const (    ErrNotFound         = DictionaryErr("could not find the word you were looking for")    ErrWordExists       = DictionaryErr("cannot add word because it already exists")    ErrWordDoesNotExist = DictionaryErr("cannot update word because it does not exist"))func (d Dictionary) Update(word, definition string) error {    d[word] = definition    return nil}
我们添加了自己的错误类型并返回 nil错误。通过这些更改，我们现在得到一个非常明确的错误：dictionary_test.go:66: got error "%!s()" want "cannot update word because it does not exist"

编写足够的代码使测试通过

func (d Dictionary) Update(word, definition string) error {    _, err := d.Search(word)    switch err {    case ErrNotFound:        return ErrWordDoesNotExist    case nil:        d[word] = definition    default:        return err    }    return nil}

除了在更新 dictionary和返回错误时切换之外，这个函数看起来几乎与 Add完全相同。

关于声明 Update的新错误的注意事项

我们可以重用 ErrNotFound而不添加新错误。但是，更新失败时有更精确的错误通常更好。特定的错误描述可以为你提供有关错误的更多信息。以下是一个 Web 应用中的示例：
遇到 ErrNotFound时可以重定向用户，但遇到 ErrWordDoesNotExist时会显示错误消息。

首先编写测试

func TestDelete(t *testing.T) {    word := "test"    dictionary := Dictionary{word: "test definition"}    dictionary.Delete(word)    _, err := dictionary.Search(word)    if err != ErrNotFound {        t.Errorf("Expected "%s" to be deleted", word)    }}

我们的测试创建一个带有单词的 Dictionary，然后检查该单词是否已被删除。

尝试运行测试

通过运行 go test我们得到

./dictionary_test.go:74:6: dictionary.Delete undefined (type Dictionary has no field or method Delete)

编写最少量的代码让测试运行并检查输出

func (d Dictionary) Delete(word string) {}

添加这个之后，测试告诉我们没有删除这个单词

dictionary_test.go:78: Expected "test" to be deleted

编写足够的代码使测试通过

func (d Dictionary) Delete(word string) {    delete(d, word)}
Go 的 map 有一个内置函数 delete。它需要两个参数。第一个是这个 map，第二个是要删除的键。delete函数不返回任何内容，我们基于相同的概念构建 Delete方法。由于删除一个不存在的值是没有影响的，与我们的 Update和 Create我们不需要用错误复杂化 API。

总结

在本节中，我们介绍了很多内容。我们为一个字典应用创建了完整的 CRUD API。在整个过程中，我们学会了如何：

  • 创建 map
  • 在 map 中搜索值
  • 向 map 添加新值
  • 更新 map 中的值
  • 从 map 中删除值
  • 了解更多错误相关的知识
    • 如何创建常量类型的错误
    • 对错误进行封装

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