Go爱好者周刊题解:关于 len 函数的问题
共 2888字,需浏览 6分钟
·
2021-07-31 20:41
阅读本文大概需要 5 分钟。
大家好,我是 polarisxu。
在 Go语言爱好者周刊第 104 期有一道题目,以下代码输出什么:
package main
func main() {
var x *struct {
s [][32]byte
}
println(len(x.s[99]))
}
答题结果如下:
正确率只有 16%。
本文就讲解下为什么结果是 32。
01 解析题目
先剖析下这段代码,x 变量:
var x *struct {
s [][32]byte
}
注意这里不是定义一个结构体类型,而是定义一个结构体类型指针变量,即 x 是一个指针,指针类型是一个匿名结构体。很显然,x 的值是 nil,因为没有初始化,可以打印证实这一点。
package main
import "fmt"
func main() {
var x *struct {
s [][32]byte
}
fmt.Printf("x.Type = %T; x.Value= %v\n", x, x)
}
输出:
x.Type = *struct { s [][32]uint8 }; x.Value= <nil>
这也是为什么 48% 的人选择 A (panic) 的原因,毕竟 x 是 nil,panic 很自然的。比如这样就会 panic:
println(x.s)
// panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
相应的,fmt.Println(x.s[99]) 也会 panic。但为什么 len(x.s[99])
就不 panic 了呢?所以得从 len 入手一探究竟。
02 len 详解
len 函数是一个内置类型,什么意思?就是由编译器实现的。它的参数可以接收多种类型,有泛型的味道。
func len(v Type) int
关于它的说明,标准库文档有说明:
内建函数 len 返回 v 的长度,这取决于具体类型:
数组:v 中元素的数量 数组指针:*v 中元素的数量(v 为 nil 时 panic) 切片、map:v 中元素的数量;若 v 为nil,len(v) 即为零 字符串:v 中字节的数量 通道:通道缓存中队列(未读取)元素的数量;若 v 为 nil,len(v) 即为零
光这个解释,还不够全面,len 函数还有其他一些特殊的点。这要看 Go 语言规范。
在规范中,有一节是关于 len 和 cap 的[1]。有如下几个要点:
返回结果总是 int; 返回结果有可能是常量; 有时对函数参数不求值,即编译期确定返回值;
2、3 点解释下。(规范中有说明)
如果 len 或 cap 的函数参数 v 是字符串常量,则返回值是一个常量。
如果 v 的类型是数组或指向数组的指针,且表达式 v 没有包含 channel 接收或(非常量)函数调用,则返回值也是一个常量。这种情况下,不会对 v 进行求值(即编译期就能确定)。否则返回值不是常量,且会对 v 进行求值(即得运行时确定)。
这一点是这道题的关键。
首先,x.s[99] 的类型是 [32]byte
,它是一个数组,且表达式 x.s[99]
没有包含 channel 接收也不是函数调用,因此不会对 x.s[99] 进行求值,不求值自然不会 panic(想不明白?可以想成没有解引用操作)。也就是说,编译器能够在编译阶段分析出 x.s[99] 的类型是 [32]byte,且不需要对 x.s[99] 求值,因此直接返回数组的长度,即 32。
03 其他类似情况
类似这样不求值的情况还有没有?还真有。比如下面的代码:
var testdata *struct {
a *[7]int
}
for i, _ := range testdata.a {
fmt.Println(i)
}
同样不会 panic,原理和上面的类似,在 Go 语言规范有说明[2]。
"range" 子句中右侧的表达式被称为 range 表达式 ,它可以是数组、数组的指针、切片、字符串、map或是允许接收操作 的 channel。range 表达式会在开始此循环前被求值一次,但有一个例外:当存在最多一个迭代变量且 len(x)
是常量时,range 表达式是不被求值的。
所以上面代码中 testdata.a 不会被求值,因为 len(testdata.a) 是常量。
但如果改为这样:
var testdata *struct {
a *[7]int
}
for i, j := range testdata.a {
fmt.Println(i, j)
}
就会 panic。
04 总结
通过这么一道「诡异」的面试题,希望你能够对 len 有更深的理解,也希望你能够重视 Go 语言规范,多留意一些细节,同时学会如何寻找问题的答案。
参考资料
关于 len 和 cap 的: https://hao.studygolang.com/golang_spec.html#id221
[2]在 Go 语言规范有说明: https://hao.studygolang.com/golang_spec.html#id355