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理解Go语言的nil
阅读量:4141 次
发布时间:2019-05-25

本文共 5129 字,大约阅读时间需要 17 分钟。

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最近在油管上面看了一个视频:,挺有意思,这篇文章就对视频做一个归纳总结,代码示例都是来自于视频。

nil是什么

相信写过Golang的程序员对下面一段代码是非常非常熟悉的了:

if err != nil {    // do something....}

当出现不等于nil的时候,说明出现某些错误了,需要我们对这个错误进行一些处理,而如果等于nil说明运行正常。那什么是nil呢?查一下词典可以知道,nil的意思是无,或者是零值。零值,zero value,是不是有点熟悉?在Go语言中,如果你声明了一个变量但是没有对它进行赋值操作,那么这个变量就会有一个类型的默认零值。这是每种类型对应的零值:

bool      -> false                              numbers -> 0                                 string    -> ""      pointers -> nilslices -> nilmaps -> nilchannels -> nilfunctions -> nilinterfaces -> nil

举个例子,当你定义了一个struct:

type Person struct {  AgeYears int  Name string  Friends []Person}var p Person // Person{0, "", nil}

变量p只声明但没有赋值,所以p的所有字段都有对应的零值。那么,这个nil到底是什么呢?Go的文档中说到,nil是预定义的标识符,代表指针、通道、函数、接口、映射或切片的零值,也就是预定义好的一个变量:

type Type intvar nil Type

是不是有点惊讶?nil并不是Go的关键字之一,你甚至可以自己去改变nil的值:

var nil = errors.New("hi")

这样是完全可以编译得过的,但是最好不要这样子去做。

nil有什么用

在了解了什么是nil之后,再来说说nil有什么用。

pointers

var p *intp == nil    // true*p          // panic: invalid memory address or nil pointer dereference

指针表示指向内存的地址,如果对为nil的指针进行解引用的话就会导致panic。那么为nil的指针有什么用呢?先来看一个计算二叉树和的例子:

type tree struct {  v int  l *tree  r *tree}// first solutionfunc (t *tree) Sum() int {  sum := t.v  if t.l != nil {    sum += t.l.Sum()  }  if t.r != nil {    sum += t.r.Sum()  }  return sum}

上面的代码有两个问题,一个是代码重复:

if v != nil {  v.m()}

另一个是当tnil的时候会panic:

var t *treesum := t.Sum()   // panic: invalid memory address or nil pointer dereference

怎么解决上面的问题?我们先来看看一个指针接收器的例子:

type person struct {}func sayHi(p *person) { fmt.Println("hi") }func (p *person) sayHi() { fmt.Println("hi") }var p *personp.sayHi() // hi

对于指针对象的方法来说,就算指针的值为nil也是可以调用的,基于此,我们可以对刚刚计算二叉树和的例子进行一下改造:

func(t *tree) Sum() int {  if t == nil {    return 0  }  return t.v + t.l.Sum() + t.r.Sum()}

跟刚才的代码一对比是不是简洁了很多?对于nil指针,只需要在方法前面判断一下就ok了,无需重复判断。换成打印二叉树的值或者查找二叉树的某个值都是一样的:

func(t *tree) String() string {  if t == nil {    return ""  }  return fmt.Sprint(t.l, t.v, t.r)}// nil receivers are useful: Findfunc (t *tree) Find(v int) bool {  if t == nil {    return false  }  return t.v == v || t.l.Find(v) || t.r.Find(v)}

所以如果不是很需要的话,不要用NewX()去初始化值,而是使用它们的默认值。

slices

// nil slicesvar s []slicelen(s)  // 0cap(s)  // 0for range s  // iterates zero timess[i]  // panic: index out of range

一个为nil的slice,除了不能索引外,其他的操作都是可以的,当你需要填充值的时候可以使用append函数,slice会自动进行扩充。那么为nil的slice的底层结构是怎样的呢?根据官方的文档,slice有三个元素,分别是长度、容量、指向数组的指针:

slice

当有元素的时候:

slice

所以我们并不需要担心slice的大小,使用append的话slice会自动扩容。(视频中说slice自动扩容速度很快,不必担心性能问题,这个值得商榷,在确定slice大小的情况只进行一次内存分配总是好的)

map

对于Go来说,map,function,channel都是特殊的指针,指向各自特定的实现,这个我们暂时可以不用管。

// nil mapsvar m map[t]ulen(m)  // 0for range m // iterates zero timesv, ok := m[i] // zero(u), falsem[i] = x // panic: assignment to entry in nil map

对于nil的map,我们可以简单把它看成是一个只读的map,不能进行写操作,否则就会panic。那么nil的map有什么用呢?看一下这个例子:

func NewGet(url string, headers map[string]string) (*http.Request, error) {  req, err := http.NewRequest(http.MethodGet, url, nil)  if err != nil {    return nil, err  }  for k, v := range headers {    req.Header.Set(k, v)  }  return req, nil}

对于NewGet来说,我们需要传入一个类型为map的参数,并且这个函数只是对这个参数进行读取,我们可以传入一个非空的值:

NewGet("http://google.com", map[string]string{  "USER_AGENT": "golang/gopher",},)

或者这样传:

NewGet("http://google.com", map[string]string{})

但是前面也说了,map的零值是nil,所以当header为空的时候,我们也可以直接传入一个nil

NewGet("http://google.com", nil)

是不是简洁很多?所以,把nil map作为一个只读的空的map进行读取吧。

channel

// nil channelsvar c chan t<- c      // blocks foreverc <- x    // blocks foreverclose(c)  // panic: close of nil channel

关闭一个nil的channel会导致程序panic(如何关闭channel可以看这篇文章:)举个例子,假如现在有两个channel负责输入,一个channel负责汇总,简单的实现代码:

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) {  for {    select {      case v := <-a:        out <- v      case v := <- b:        out <- v    }  }}

如果在外部调用中关闭了a或者b,那么就会不断地从a或者b中读出0,这和我们想要的不一样,我们想关闭a和b后就停止汇总了,修改一下代码:

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) {  for a != nil || b != nil {    select {      case v, ok := <-a:          if !ok {            a = nil            fmt.Println("a is nil")            continue          }          out <- v      case v, ok := <-b:          if !ok {            b = nil            fmt.Println("b is nil")            continue          }          out <- v    }  }  fmt.Println("close out")  close(out)}

在知道channel关闭后,将channel的值设为nil,这样子就相当于将这个select case子句停用了,因为nil的channel是永远阻塞的。

interface

interface并不是一个指针,它的底层实现由两部分组成,一个是类型,一个值,也就是类似于:(Type, Value)。只有当类型和值都是nil的时候,才等于nil。看看下面的代码:

func do() error {   // error(*doError, nil)  var err *doError  return err  // nil of type *doError}func main() {  err := do()  fmt.Println(err == nil)}

输出结果是falsedo函数声明了一个*doErro的变量err,然后返回,返回值是error接口,但是这个时候的Type已经变成了:(*doError,nil),所以和nil肯定是不会相等的。所以我们在写函数的时候,不要声明具体的error变量,而是应该直接返回nil

func do() error {  return nil}

再来看看这个例子:

func do() *doError {  // nil of type *doError  return nil}func wrapDo() error { // error (*doError, nil)  return do()       // nil of type *doError}func main() {  err := wrapDo()   // error  (*doError, nil)  fmt.Println(err == nil) // false}

这里最终的输出结果也是false。为什么呢?尽管wrapDo函数返回的是error类型,但是do返回的却是*doError类型,也就是变成了(*doError,nil),自然也就和nil不相等了。因此,不要返回具体的错误类型。遵从这两条建议,才可以放心地使用if x != nil

总结

看完了那个视频,发现nil还有这么多用处,真是意外之喜。

油管上面还有很多干货满满的视频,可以多学习学习咯。

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