Go Modules、Hello World、程序编译与运行

Go Modules——真正开始创建 Go 项目

1. 为什么需要 Go Modules？

先从熟悉的 Python 思考。

假设一个 Python 项目需要安装第三方库：

pip install requests

可能会通过 requirements.txt 或 pyproject.toml 来管理依赖。

而在 Go 中，官方的依赖管理体系叫 Go Modules。

Go Modules 用于组织相关的 Go Package，并记录模块所依赖的其他模块及版本。

它解决三个主要问题：

代码组织： 一个项目可以包含多个 Package。
依赖管理： 记录项目需要哪些第三方模块。
版本管理： 让团队成员尽量使用一致的依赖版本。

这里有三个非常重要的概念。

概念	作用	例子
Module	一组相关 Package 的模块单元	`example.com/hello`
Package	将相关 Go 代码组织在一起	`main`、`fmt`
`go.mod`	声明 Module 及依赖要求	项目根目录的配置文件

Module 和 Package 有什么关系？

请看下面的结构。

记住：

Module 是模块组织与版本管理单位，Package 是代码组织与导入单位。

这两个概念并不相同。

2. 在Mac 上创建第一个 Go Module

现在请打开 VS Code，选择菜单中的：

Terminal → New Terminal

首先确认 Go 已经安装成功：

go version

Step 1：创建学习目录

在终端中执行：

mkdir -p ~/go-learning/module01/day01/hello

解释：

mkdir：创建文件夹。
-p：自动创建尚不存在的父目录。
~：当前用户的 Home 目录。

接着进入：

cd ~/go-learning/module01/day01/hello

查看当前位置：

pwd

正常情况下，输出类似：

/Users/你的用户名/go-learning/module01/day01/hello

Step 2：初始化 Go Module

执行：

go mod init example.com/hello

注意这里的 example.com/hello 只是本地学习时使用的示例模块路径，并不代表你已经创建了网站或远程仓库。

终端会显示类似：

go: creating new go.mod: module example.com/hello

这意味着 Go 创建了一个 go.mod 文件。

执行：

ls

你应该看到：

go.mod

Step 3：理解 go.mod

打开 go.mod，内容通常类似：

module example.com/hello

go 1.xx.x

其中 1.xx.x 是示意，实际版本由你的 Go 工具链决定。

逐行解释。

第一行：

module example.com/hello

这不是 Package 名称，而是当前 Module 的路径。

如果未来你将项目上传到 GitHub，Module 路径可以采用：

github.com/你的用户名/inventory-cli

这会成为当前模块内各个包的导入路径前缀。

第二行：

go 1.xx.x

它声明当前 Module 所要求的最低 Go 版本，同时影响语言特性及模块处理行为。

它不等于电脑实际安装的 Go 编译器版本。

例如，可能出现：

go.mod 要求的版本：1.23.0
本机安装的版本：1.25.0

这并不矛盾。

Step 4：go.sum 又是什么？

以后项目引入第三方模块时，你可能会看到：

go.sum

它记录依赖模块内容及其 go.mod 文件的校验哈希，用于验证依赖的一致性。

你可以简单记成：

go.mod：声明模块需求。
go.sum：记录依赖的校验信息。

但不要把 go.sum 理解成一份完整的依赖锁定文件。

现在你的项目里没有 go.sum 是正常的。 因为我们还没有引入需要校验的外部模块依赖。

以上行为与 Go 官方的模块管理文档一致。

第三部分：编写第一个 Go 程序

现在才真正开始编写 Go 代码。

1. 创建 main.go

在 VS Code 中打开刚才创建的 hello 文件夹。

新建文件：

main.go

输入：

package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello, Go!")
    fmt.Println("我是一个 Go 初学者")
    fmt.Println("我的目标是成为 Go 后端开发者")
}

先不要复制完就直接运行。

我们要逐行分析。

2. 逐行理解代码

第一行：package main

package main

声明这个源文件所属的 Package。

现在它是一个可执行程序的入口包。

第二行：import "fmt"

import "fmt"

这行的意思是导入 Go 标准库中的 fmt 包。

fmt 是 Format 的缩写，主要提供格式化输入和输出能力。

你可以把它和 Python 中导入模块的方式对比：

Python：

import math

Go：

import "fmt"

但两门语言的模块和包系统并不完全相同。

这里有一个小细节：

为什么我们没有执行：

go get fmt

因为 fmt 属于 Go 标准库，随 Go 工具链一起提供，不需要作为第三方依赖安装。

第三行：func main()

func main() {

Go 使用 func 关键字定义函数。

Python：

def main():    print("Hello")

Go：

func main() {
    fmt.Println("Hello")
}

最直观的区别是：

Python 使用缩进表示代码块。
Go 使用 {} 表示代码块。
Go 使用 func 定义函数。

注意，Go 代码块内部也需要规范缩进，但其语法结构由大括号决定，而不是由缩进决定。

第四行：fmt.Println()

fmt.Println("Hello, Go!")

可以拆成三部分：

fmt：包名。
Println：包中导出的函数。
"Hello, Go!"：传给函数的字符串参数。

Go 中，标识符首字母大写通常表示可以被其他包访问。

因此是：

fmt.Println()

而不是：

fmt.println()

这个大小写规则非常重要，后面学习 Struct、Method 和 Interface 时会反复遇到。

3. 运行你的第一个 Go 程序

在终端中确认位于项目根目录。

执行：

go run .

预期输出：

Hello, Go!
我是一个 Go 初学者
我的目标是成为 Go 后端开发者

然后再尝试：

go run main.go

你应该得到同样的输出。

为什么推荐 go run .？

这是一个重要的工程习惯。

go run main.go

表示使用指定的源文件运行程序。

而：

go run .

表示使用当前目录对应的整个 Go Package。

例如你的目录未来变成：

hello/
├── go.mod
├── main.go
└── helper.go

两个 Go 文件都属于 package main，而且 main.go 使用了 helper.go 中定义的函数。

此时：

go run main.go

可能会因为没有包含 helper.go 而编译失败。

但：

go run .

会按照当前 Package 构建，包括其中应当参与构建的 Go 源文件。

因此，从今天开始，我们优先养成使用 go run . 的习惯。

第四部分：真正编译一个可执行文件

接下来做一个实验，帮助你把编译和运行的关系理解清楚。

在项目根目录执行：

go build -o hello .

执行成功后，再输入：

ls -lh

你会看到类似：

go.mod
hello
main.go

这里的 hello 就是编译得到的可执行程序。

然后运行：

./hello

你应该看到之前的三行输出。

再执行一个 macOS 命令：

file hello

如果你的 Mac 是 Apple Silicon，输出通常包含：

Mach-O 64-bit executable arm64

如果你的 Mac 是 Intel 芯片，则通常包含：

Mach-O 64-bit executable x86_64

这证明你的 Go 源文件已经被构建成 macOS 可以加载的可执行文件。

加深理解：go run 和 go build 的关系

这个实验的目标，是让你真正理解 Go 的编译型语言特性。

第五部分：教授实验室——主动制造编译错误

现在我们做一个计算机课程里很有价值的练习。

不是只学习如何让代码正确运行，而是主动观察编译器如何识别错误。

你以后做后端开发，读懂编译错误的能力非常重要。

实验 A：删除 import

把原程序暂时修改成：

package main

func main() {
    fmt.Println("Hello Go")
}

然后运行：

go run .

预期会出现类似错误：

undefined: fmt

为什么？

因为当前文件没有导入 fmt 包，编译器无法解析 fmt 这个标识符。

修复方法：重新添加 import "fmt"。

实验 B：导入但不使用

修改成：

package main

import (
    "fmt"
    "os"
)

func main() {
    fmt.Println("Hello Go")
}

然后执行：

go run .

预期出现类似：

"os" imported and not used