我终于识破了这个 Go 编译器把戏
在 Go 语言的日常编码工作中,有一个非常普遍但诡异的编译错误,曾让我十分困惑。这个问题我相信不少 Gopher 都遇到过,不妨来看一下。
背景回顾
我们定义一个带有 WriteGoCode()
方法的 Gopher
接口,同时定义了 person
结构体,它存在 WriteGoCode()
方法。
type Gopher interface {
WriteGoCode()
}
type person struct {
name string
}
func (p person) WriteGoCode() {
fmt.Printf("I am %s, i am writing go code!\n", p.name)
}
在 Go 语言中,只要某对象拥有接口的所有方法,那该对象即实现了该接口。p
是 person
结构体的实例化对象, Coding()
函数的入参是 Gopher
接口, person
对象实现了 Gopher
接口,因此 p
入参成功被运行。
func Coding(g Gopher) {
g.WriteGoCode()
}
func main() {
p := person{name: "小菜刀"}
Coding(p)
}
// output:
I am 小菜刀, i am writing go code!
此时,我们将 Coding()
函数的入参改为 []Gopher
类型,入参为 []person
。
func Coding(gs []Gopher) {
for _, g := range gs {
g.WriteGoCode()
}
}
func main() {
p := []person{
{name: "小菜刀1号"},
{name: "小菜刀2号"},
}
Coding(p)
}
但是,这个时候,编译却不能通过!
./main.go:29:8: cannot use p (type []person) as type []Gopher in argument to Coding
明明 person
类型实现了 Gopher
接口,且当函数入参为 Gopher
类型时,能够顺利被执行,但参数变为 []Gopher
时,却过不了编译,这是为什么?
语法通用规则
这个问题在 stackoverflow 上被热议,详情见文末参考链接1。
在 Go 中,有一个通用规则,即语法不应隐藏复杂/昂贵的操作。转换一个 string
到 interface{}
它的时间复杂度是 O(1)
,转换 []string
到 interface{}
同样也是一个 O(1)
操作,因为它还是一个单一值的转换。
如果要将 []string
转换为 []interface{}
,它是 O(N)
操作。因为切片的每个元素都必须转换为 interface{}
,这违背了 Go 的语法原则。
这个回答,你们同意吗?
当然,此规则存在一个例外:转换字符串。在将 string
转换为 []byte
或 []rune
时,即使需要 O(n)
操作,但 Go 会允许执行。
InterfaceSlice 问题
Ian Lance Taylor(Go 核心开发者) 在 Go 官方仓库中也回答了这个问题,详情见文末参考链接2。他给出了这样做的两个主要原因。
原因一:类型为 []interface{}
的变量不是 interface!它仅仅是一个元素类型恰好为interface{}
的切片。原因二: []interface{}
变量有特定大小的内存布局,在编译期可知。这与[]MyType
是不同的。
每个 interface{}
(运行时通过 runtime.eface
表示)占两个字长(一个字代表所包含内容的类型 _type
,另外一个字表示所包含的数据 data
或者指向它的指针 )
因此,类型为 []interface{}
的长度为 N 的变量,它是由 N*2 个字长的数据块支持。而这与类型为 []MyType
的长度为 N 的变量的数据块大小是不同的,因为后者的数据块是 N*sizeof(MyType) 字长。
数据块的不同,造成的结果是编译器无法快速地将 []MyType 类型的内容分配给 []interface{} 类型的内容。
同理,[]Gopher
变量也是特定大小的内存布局(运行时通过 runtime.iface
表示)。这同样不能快速地将 []MyType
类型的内容分配给 []Gopher
类型。
因此,Ian Lance Taylor 回答闭环了 Go 的语法通用规则:Go 语法不应隐藏复杂/昂贵的操作,编译器会拒绝它们。
代码解决方案
再次将文章开头的例子附上,如果我们需要 [] person
类型的 p
能够成功入参 Coding()
函数,应该如何做呢。
func Coding(gs []Gopher) {
for _, g := range gs {
g.WriteGoCode()
}
}
func main() {
p := []person{
{name: "小菜刀1号"},
{name: "小菜刀2号"},
}
Coding(p)
}
代码方案如下,核心是需要一个 []Gopher
类型的转换变量。
func main() {
p := []person{
{name: "小菜刀1号"},
{name: "小菜刀2号"},
}
var interfaceSlice []Gopher = make([]Gopher, len(p))
for i, g := range p {
interfaceSlice[i] = g
}
Coding(interfaceSlice)
}
// output:
I am 小菜刀1号, i am writing go code!
I am 小菜刀2号, i am writing go code!
总结
由于 []MyType
到 []interface{}
的转换,是昂贵的操作,Go 编译器不会允许这种情况通过编译,故而将这种开销的责任传递给开发者。
Go 是一门编译速度很快的语言,得益于它语法设计中贯彻着 “simpler is better” 的理念,这可不是说说而已。
参考链接
【1. Type converting slices of interfaces】
https://stackoverflow.com/questions/12753805/type-converting-slices-of-interfaces/12754757#12754757
【2. InterfaceSlice】
https://github.com/golang/go/wiki/InterfaceSlice
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