Golang实战：使用 Goroutine 实现数字与字母的交叉打印

前言

在 Go 语言中，goroutine 是轻量级的并发执行单元，它使得我们能够非常方便地实现并发编程。本文将通过一个经典的案例 —— 使用两个 goroutine 交替打印数字和字母，来演示如何利用 channel 控制 goroutine 的执行顺序，并加深对 Go 并发模型的理解。

🎯 题目描述

编写一个 Go 程序，使用两个 goroutine：

一个 goroutine 打印数字 1~26；
另一个 goroutine 打印字母 ‘A’~‘Z’；
要求输出结果为：
深色版本
1 2 A 3 4 B 5 6 C … 25 26 Z
即每打印两个数字后打印一个字母，形成交错输出的效果。

🧠 解题思路

要实现两个 goroutine 按照一定顺序交替执行，关键在于控制执行流程。我们可以借助 Go 的 channel 实现同步通信机制：

使用两个 channel：numChan 和 letterChan，分别用于通知打印数字和字母；
主 goroutine 控制初始信号；
每个 goroutine 打印完相应内容后发送下一个 goroutine 的信号；
使用计数器控制循环结束。

✅ 完整代码实现

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

func main() {
	numChan := make(chan struct{})
	letterChan := make(chan struct{})
	done := make(chan struct{})

	// 数字 goroutine
	go func() {
		for i := 1; i <= 26; i += 2 {
			// 等待打印两个数字的信号
			<-numChan

			// 打印两个数字
			fmt.Printf("%d %d ", i, i+1)

			// 发送打印字母的信号
			letterChan <- struct{}{}
		}
		close(letterChan)
		done <- struct{}{}
	}()

	// 字母 goroutine
	go func() {
		for ch := 'A'; ch <= 'Z'; ch++ {
			// 等待打印字母的信号
			<-letterChan

			// 打印一个字母
			fmt.Printf("%c ", ch)

			// 如果还没到结尾，通知继续打印下一组数字
			if ch != 'Z' {
				numChan <- struct{}{}
			} else {
				done <- struct{}{}
			}
		}
	}()

	// 启动第一个信号
	numChan <- struct{}{}

	// 等待所有任务完成
	<-done
	<-done

	fmt.Println("\n程序结束")
}

🔍 运行结果示例

1 2 A 3 4 B 5 6 C 7 8 D 9 10 E 11 12 F 13 14 G 15 16 H 17 18 I 19 20 J 21 22 K 23 24 L 25 26 Z

程序结束

🛠️ 代码解析

1. Channel 的作用
   numChan: 控制是否可以打印数字（初始由主 goroutine 触发）；
   letterChan: 控制是否可以打印字母；
   done: 用于主 goroutine 等待子 goroutine 结束。
2. 执行流程
   主 goroutine 发送第一个信号给 numChan，启动数字打印；
   数字 goroutine 打印两个数字后，发送信号给 letterChan；
   字母 goroutine 收到信号后打印一个字母，并再发送信号给 numChan；
   循环往复，直到全部数据打印完毕；
   最终主 goroutine 接收到 done 信号，程序退出。

🧪 小技巧

在实际开发中，可以通过 time.Sleep() 模拟延迟，观察 goroutine 执行顺序；
如果希望更清晰地看到输出，可以在打印语句中加入换行或空格；
使用 sync.WaitGroup 替代 done channel 也是常见做法。

📚 扩展练习建议

使用 WaitGroup 替代 done channel；
修改题目要求为：打印一次数字后打印两次字母；
尝试使用 context.Context 控制 goroutine 的取消操作；
封装成函数，支持任意数量的交替规则；

📝 总结

通过这个小例子，我们学习了以下 Go 并发编程的核心知识点：