简介
今天我们介绍一个 Go 代码生成库jennifer。
jennifer支持所有的 Go 语法和特性，可以用它来生成任何 Go 语言代码。
快速使用
先安装：
$ go get github.com/dave/jennifer今天我们换个思路来介绍jennifer这个库。
既然，它是用来生成 Go 语言代码的。我们就先写出想要生成的程序，然后看看如何使用jennifer来生成。先从第一个程序Hello World开始：
package main
import "fmt"
func main() {
fmt.Println("Hello World")
}我们如何用jennifer来生成上面的程序代码呢：
package main
import (
"fmt"
. "github.com/dave/jennifer/jen"
)
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("Hello, world")),
)
fmt.Printf("%#v", f)
}Go 程序的基本组织单位是文件，每个文件属于一个包，可执行程序必须有一个main包，main包中又必须有一个main函数。所以，我们使用jennifer生成代码的大体步骤也是差不多的：
- 先使用
NewFile定义一个包文件对象，参数即为包名； - 然后调用这个包文件对象的
Func()定义函数； - 函数可以使用
Params()定义参数，通过Block()定义函数体； - 函数体是由一条一条语句组成的。语句的内容比较多样，后面会详细介绍。
上面代码中，我们首先定义一个main包文件对象。然后调用其Func()定义一个函数，Id()为函数命名为main，Params()传入空参数，Block()中传入函数体。函数体中，我们使用Qual("fmt", "Println")来表示引用fmt.Println这个函数。使用Call()表示函数调用，然后Lit()将字符串“Hello World”字面量作为参数传给fmt.Println()。
Qual函数这里需要特意讲一下，我们不需要显示导入包，Qual函数的第一个参数就是包路径。如果是标准库，直接就是包名，例如这里的fmt。如果是第三方库，需要加上包路径限定，例如github.com/spf13/viper。这也是Qual名字的由来（Qualified，想到full qualified class name了吗?）。jennifer在生成程序时会汇总所有用到的包，统一导入。
运行程序，我们最终输出了一开始想要生成的程序代码！
实际上，大多数编程语言的语法都有相通之处。Go 语言的语法比较简单：
- 基本的概念：变量、函数、结构等，它们都有一个名字，又称为标识符。直接写在程序中的数字、字符串等被称为字面量，如上面的“Hello World”；
- 流程控制：条件（
if）、循环（for）； - 函数和方法；
- 并发相关：goroutine 和 channel。
有几点注意：
- 我们在导入
jennifer包的时候在包路径前面加了一个.，使用这种方式导入，在后面使用该库的相关函数和变量时不需要添加jen.限定。一般是不建议这样做的。但是jennifer的函数比较多，如果不这样的话，每次都需要加上jen.比较繁琐。 jennifer的大部分方法都是可以链式调用的，每个方法处理完成之后都会返回当前对象，便于代码的编写。
下面我们从上面几个部分依次来介绍。
变量定义与运算
其实从语法层面来讲，变量就是标识符 + 类型。上面我们直接使用了字面量，这次我们想先定义一个变量存储欢迎信息：
func main() {
var greeting = "Hello World"
fmt.Println(greeting)
}变量定义的方式有好几种，jennifer可以比较直观的表达我们的意图。例如，上面的var greeting = "Hello World"，我们基本上可以逐字翻译：
var是变量定义，jennifer中有对应的函数Var()；greeting实际上是一个标识符，我们可以用Id()来定义；=是赋值操作符，我们使用Op("=")来表示；- “Hello World”是一个字符串字面量，最开始的例子中已经介绍过了，可以使用
Lit()定义。
所以，这条语句翻译过来就是：
Var().Id("greeting").Op("=").Lit("Hello World")同样的，我们可以试试另一种变量定义方式greeting := "Hello World"：
Id("greeting").Op(":=").Lit("Hello World")是不是很简单。整个程序如下（省略包名和导入，下同）：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
// Var().Id("greeting").Op("=").Lit("Hello World"),
Id("greeting").Op(":=").Lit("Hello World"),
Qual("fmt", "Println").Call(Id("greeting")),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}接下来，我们用变量做一些运算。假设，我们要生成下面这段程序：
package main
import "fmt"
func main() {
var a = 10
var b = 2
fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, a+b)
fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, a-b)
fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, a*b)
fmt.Printf("%d + %d = %d\n", a, b, a/b)
}变量定义这里不再赘述了，方法和函数调用实际上快速开始部分也介绍过。
首先用Qual("fmt", "Printf")表示取包fmt中的Printf函数这一概念。
然后使用Call()表示函数调用，参数第一个是字符串字面量，用Lit()表示。第二个和第三个都是一个标识符，用Id("a")和Id("b")即可表示。最后一个参数是两个标识符之间的运算，运算用Op()表示，所以最终就是生成程序：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
Var().Id("a").Op("=").Lit(10),
Var().Id("b").Op("=").Lit(2),
Qual("fmt", "Printf").Call(Lit("%d + %d = %d\n"), Id("a"), Id("b"), Id("a").Op("+").Id("b")),
Qual("fmt", "Printf").Call(Lit("%d + %d = %d\n"), Id("a"), Id("b"), Id("a").Op("-").Id("b")),
Qual("fmt", "Printf").Call(Lit("%d + %d = %d\n"), Id("a"), Id("b"), Id("a").Op("*").Id("b")),
Qual("fmt", "Printf").Call(Lit("%d + %d = %d\n"), Id("a"), Id("b"), Id("a").Op("/").Id("b")),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}逻辑运算是类似的。
条件和循环
假设我们要生成下面的程序：
func main() {
score := 70
if score >= 90 {
fmt.Println("优秀")
} else if score >= 80 {
fmt.Println("良好")
} else if score >= 60 {
fmt.Println("及格")
} else {
fmt.Println("不及格")
}
}依然采取我们的逐字翻译大法：
if关键字用If()来表示，条件语句是基本的标识符和常量操作。条件语句块与函数体一样，都使用Block()；else关键字用Else()来表示，else if就是Else()后面再调用If()即可。
完整的代码如下：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
Id("score").Op(":=").Lit(70),
If(Id("score").Op(">=").Lit(90)).Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("优秀")),
).Else().If(Id("score").Op(">=").Lit(80)).Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("良好")),
).Else().If(Id("score").Op(">=").Lit(60)).Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("及格")),
).Else().Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("不及格")),
),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}对于for循环也是类似的，如果我们要生成下面的程序：
package main
import "fmt"
func main() {
var sum int
for i := 1; i <= 100; i++ {
sum += i
}
fmt.Println(sum)
}我们需要编写下面的程序：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
Var().Id("sum").Int(),
For(
Id("i").Op(":=").Lit(0),
Id("i").Op("<=").Lit(100),
Id("i").Op("++"),
).Block(
Id("sum").Op("+=").Id("i"),
),
Qual("fmt", "Println").Call(Id("sum")),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}For()里面的 3 条语句对应实际for语句中的 3 个部分。
函数
函数是每个编程语言的必要元素。函数的核心要素是名字（标识符）、参数列表、返回值，最关键的就是函数体。我们之前编写main函数的时候大概介绍过。假设我们要编写一个计算两个数的和的函数：
func add(a, b int) int {
return a + b
}- 函数我们使用
Func()表示，参数用Params()表示，返回值使用Int()表示； - 函数体用
Block()； return语句使用Return()函数表示，其他都是一样的。
看下面的完整代码：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("add").Params(Id("a"), Id("b").Int()).Int().Block(
Return(Id("a").Op("+").Id("b")),
)
f.Func().Id("main").Params().Block(
Id("a").Op(":=").Lit(1),
Id("b").Op(":=").Lit(2),
Qual("fmt", "Println").Call(Id("add").Call(Id("a"), Id("b"))),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}一定要注意，即使没有参数，Params()也一定要调用，否则生成的代码有语法错误。
结构和方法
下面我们看看结构和方法如何生成，假设我们想生成下面的程序：
package main
import "fmt"
type User struct {
Name string
Age int
}
func (u *User) Greeting() {
fmt.Printf("Hello %s", u.Name)
}
func main() {
u := User{Name: "dj", Age: 18}
u.Greeting()
}需要用到的新函数：
- 结构体是一个类型，所以需要用到类型定义函数
Type()，然后结构体的字段在Struct()内通过Id()+类型定义； - 方法其实也是一个函数，只不过多了一个接收器，我们还是使用
Func()定义，接收者也可以用定义参数的Params()函数来指定，其它与函数没什么不同； - 然后结构体初始化，在
Values()中给字段赋值; - 方法先用
Dot("方法名")找到方法，然后Call()调用。
最后的程序：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Type().Id("User").Struct(
Id("Name").String(),
Id("Age").Int(),
)
f.Func().Params(Id("u").Id("*User")).Id("Greeting").Params().Block(
Qual("fmt", "Printf").Call(Lit("Hello %s"), Id("u").Dot("Name")),
)
f.Func().Id("main").Params().Block(
Id("u").Op(":=").Id("User").Values(
Id("Name").Op(":").Lit("dj"),
Id("Age").Op(":").Lit(18),
),
Id("u").Dot("Greeting").Call(),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}并发支持
还是一样，假设我想生成下面的程序：
package main
import "fmt"
func generate() chan int {
out := make(chan int)
go func() {
for i := 1; i <= 100; i++ {
out <- i
}
close(out)
}()
return out
}
func double(in <-chan int) chan int {
out := make(chan int)
go func() {
for i := range in {
out <- i * 2
}
close(out)
}()
return out
}
func main() {
for i := range double(generate()) {
fmt.Println(i)
}
}需要用到的新函数：
- 首先是
make一个chan，用Make(Chan().Int())； - 然后启动一个 goroutine，用
Go()； - 关闭
chan，用Close()； for ... range对应使用Range()。
拼在一起就是这样：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("generate").Params().Chan().Int().Block(
Id("out").Op(":=").Make(Chan().Int()),
Go().Func().Params().Block(
For(
Id("i").Op(":=").Lit(1),
Id("i").Op("<=").Lit(100),
Id("i").Op("++"),
).Block(Id("out").Op("<-").Id("i")),
Close(Id("out")),
).Call(),
Return().Id("out"),
)
f.Func().Id("double").Params(Id("in").Op("<-").Chan().Int()).Chan().Int().Block(
Id("out").Op(":=").Make(Chan().Int()),
Go().Func().Params().Block(
For().Id("i").Op(":=").Range().Id("in").Block(Id("out").Op("<-").Id("i").Op("*").Lit(2)),
Close(Id("out")),
).Call(),
Return().Id("out"),
)
f.Func().Id("main").Params().Block(
For(
Id("i").Op(":=").Range().Id("double").Call(Id("generate").Call()),
).Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Id("i")),
),
)
fmt.Printf("%#v\n", f)
}保存代码
上面的程序中，我们生成代码后直接输出了。在实际应用中，肯定是需要保存到文件中，然后编译运行的。jennifer也提供了保存到文件的方法File.Save()，直接传入文件名即可，这个File就是我们上面调用NewFile()生成的对象：
func main() {
f := NewFile("main")
f.Func().Id("main").Params().Block(
Qual("fmt", "Println").Call(Lit("Hello, world")),
)
_, err := os.Stat("./generated")
if os.IsNotExist(err) {
os.Mkdir("./generated", 0666)
}
err = f.Save("./generated/main.go")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
}这种方式必须要保证generated目录存在。所以，我们使用os库在目录不存在时创建一个。
常见问题
jennifer在生成代码后会调用go fmt对代码进行格式化，如果代码存在语法错误，这时候会输出错误信息。我遇到最多的问题就是最后生成的程序代码以})结尾，这明显不符合语法。查了半天发现Func()后忘记加Params()。即使是空参数，这个Params()也不能省略！
总结
jennifer支持的远不止我上面介绍的那些，实际上 Go 的语法和特性它都支持，如select/goto/panic/recover/continue/break，还有类型断言b, ok := i.(bool)、注释、cgo 等等等等。感兴趣可以自己去探索。虽然jennifer函数众多，但是按照我们的逐字翻译大法，实际上用起来很简单。说实话，我在写上次的测试程序时，基本上没看文档，先按照自己的理解去写，结果大部分都是对！只有一些有问题的地方再去看文档。
说了这么多，jennifer的用途是什么呢？答曰，根据配置生成代码，编写生成代码的工具。另外jennifer的 GitHub 中有一个genjen目录，实际上我们用到的很多函数都是通过它来生成的，是不是很棒。
大家如果发现好玩、好用的 Go 语言库，欢迎到 Go 每日一库 GitHub 上提交 issue。
参考
- jennifer GitHub：https://github.com/dave/jennifer
- Go 每日一库 GitHub：https://github.com/darjun/go-daily-lib