有趣的面试题：Go语言中nil的比较结果

# 背景

前几天在一个交流群里看到了一道非常有意思的面试题，今天把它分享出来，我们先来看一下这个道题：

fmt.Println(nil== nil)

两个nil的比较结果是什么？

true、false、还是无法编译？大家先思考着，文中揭晓答案。

# Go中nil的定义

在Go官方文档中，对nil的定义如下：

// nil is a predeclared identifier representing the zero value for a
// pointer, channel, func, interface, map, or slice type.
var nil Type // Type must be a pointer, channel, func, interface, map, or slice type

nil是一个预先声明的标识符，代表指针(pointer)、通道(channel)、函数(func)、接口(interface)、map、切片(slice)。也可以这么理解：指针、通道、函数、接口、map、切片的零值就是nil，就像布尔类型的零值是false、整型的零值是0。

# 深入理解nil

 nil根本不是关键字

我们先来看一段代码：

func main()  {
    nil := "this is nil"
    fmt.Println(nil)
}
// 运行结果
this is nil

那再改成这样呢？

func main()  {
    nil := "this is nil"
    fmt.Println(nil)
  var slice []string = nil
    fmt.Println(slice)
}
// 运行结果
# command-line-arguments
./nil.go:10:6: cannot use nil (type string) as type []string in assignment

编译的时候直接报错了，因为这个nil是一个string类型，所以从这里确定nil在Go语言中并不是关键字，我们可以随意定义变量名为nil（不过不建议这么用）。

 nil的默认类型

一般预声明标识符都会有一个默认类型，比如Go语言中的itoa默认类型就是int，那么nil的默认类型呢？我们写个例子来看一下：

func main()  {
    const val1 = iota
    fmt.Printf("%T\n",val1)
    var val2 = nil
    fmt.Printf("%T\n",val2)
}
// 运行结果
# command-line-arguments
./nil.go:10:6: use of untyped nil

在编译时就已经报错，编译器告诉我们使用了无类型的nil，所以我们可以得出结论：

nil是没有默认类型的，它的类型具有不确定性，我们在使用它时必须要提供足够的信息能够让编译器推断nil期望的类型。

 nil的比较

nil的比较我们可以分为以下两种情况：

• nil标识符的比较

• nil的值比较

我们先来看一下nil标识符的比较，也就是我们开头那一道面试题，先看一下运行结果呢：

# command-line-arguments
./nil.go:8:18: invalid operation: nil == nil (operator == not defined on nil)

通过编译结果我们可以看出==符号对于nil来说是一种未定义的操作，所以是不可以比较两个nil的。

接着我们来看一看nil的值比较，因为nil是没有类型的，是在编译期根据上下文确定的，所以要比较nil的值也就是比较不同类型的nil，这又分为同一个类型的nil值比较和不同类型nil值的比较，分这两种情况我们分别来验证一下。

• 同一个类型的nil值比较

func main()  {
    // 指针类型的nil比较
    fmt.Println((*int64)(nil) == (*int64)(nil))
    // channel 类型的nil比较
    fmt.Println((chan int)(nil) == (chan int)(nil))
    // func类型的nil比较
    fmt.Println((func())(nil) == (func())(nil)) // func() 只能与nil进行比较
    // interface类型的nil比较
    fmt.Println((interface{})(nil) == (interface{})(nil))
    // map类型的nil比较
    fmt.Println((map[string]int)(nil) == (map[string]int)(nil)) // map 只能与nil进行比较
    // slice类型的nil比较
    fmt.Println(([]int)(nil) == ([]int)(nil)) // slice 只能与nil进行比较
}

运行结果：

# command-line-arguments
./nil.go:13:28: invalid operation: (func())(nil) == (func())(nil) (func can only be compared to nil)
./nil.go:17:36: invalid operation: (map[string]int)(nil) == (map[string]int)(nil) (map can only be compared to nil)
./nil.go:19:27: invalid operation: ([]int)(nil) == ([]int)(nil) (slice can only be compared to nil)

从运行结果我们可以看出，指针类型nil、channel类型的nil、interface类型可以相互比较，而func类型、map类型、slice类型只能与nil标识符比较，两个类型相互比较是不合法的。

• 不同类型的nil值比较

func main()  {
    var ptr *int64 = nil
    var cha chan int64 = nil
    var fun func() = nil
    var inter interface{} = nil
    var ma map[string]string = nil
    var slice []int64 = nil
    fmt.Println(ptr == cha)
    fmt.Println(ptr == fun)
    fmt.Println(ptr == inter)
    fmt.Println(ptr == ma)
    fmt.Println(ptr == slice)

    fmt.Println(cha == fun)
    fmt.Println(cha == inter)
    fmt.Println(cha == ma)
    fmt.Println(cha == slice)

    fmt.Println(fun == inter)
    fmt.Println(fun == ma)
    fmt.Println(fun == slice)

    fmt.Println(inter == ma)
    fmt.Println(inter == slice)

    fmt.Println(ma == slice)
}

运行结果：

# command-line-arguments
./nil.go:14:18: invalid operation: ptr == cha (mismatched types *int64 and chan int64)
./nil.go:15:18: invalid operation: ptr == fun (mismatched types *int64 and func())
./nil.go:17:18: invalid operation: ptr == ma (mismatched types *int64 and map[string]string)
./nil.go:18:18: invalid operation: ptr == slice (mismatched types *int64 and []int64)
./nil.go:20:18: invalid operation: cha == fun (mismatched types chan int64 and func())
./nil.go:22:18: invalid operation: cha == ma (mismatched types chan int64 and map[string]string)
./nil.go:23:18: invalid operation: cha == slice (mismatched types chan int64 and []int64)
./nil.go:25:18: invalid operation: fun == inter (operator == not defined on func)
./nil.go:26:18: invalid operation: fun == ma (mismatched types func() and map[string]string)
./nil.go:27:18: invalid operation: fun == slice (mismatched types func() and []int64)
./nil.go:27:18: too many errors

从运行结果我们可以得出，只有指针类型和channel类型与接口类型可以比较，其他类型的之间是不可以相互比较的。为什么指针类型、channel类型可以和接口类型进行比较呢？

这个答案，先空着，因为我也没有想明白，不是说/任何类型都实现了interface{}类型吗？这里没想明白，期待你们的解答。

# nil在不同类型中使用需要注意的问题

 interface与nil比较要注意的一个点

我们先来看一个例子：

func main()  {
    err := Todo()
    fmt.Println(err == nil)
}

type Err interface {

}

type err struct {
    Code int64
    Msg string
}

func Todo() Err  {
    var res *err
    return res
}
// 运行结果
false

输出结果是false，在Todo方法内我们声明了一个变量res，这个变量是一个指针类型，零值是nil，返回的是接口类型，按理说返回值接口类型也应是nil才对，但是结果却不是这样。这是因为我们忽略了接口类型的一个概念，interface 不是单纯的值，而是分为类型和值。所以必须要类型和值同时都为 nil 的情况下，interface 的 nil 判断才会为 true。

这是一个新手很容易出现的问题，大家一定要注意这个问题。

 一个nil的map读写数据是否会发生panic

对于这种问题，我们直接写个例子测试一下就好：

func main()  {
    var m map[string]string
    fmt.Println(m["asoong"])
    m["asong"] = "Golang梦工厂"
}
// 运行结果
panic: assignment to entry in nil map

goroutine 1 [running]:
main.main()
        go/src/asong.cloud/Golang_Dream/code_demo/slice_demo/nil.go:10 +0xed

根据运行结果我们可以看出，一个nil的map可以读数据，但是不可以写入数据，否则会发生panic，所以要使用map一定要使用make进行初始化。

 关闭nil的channel会引发panic

func main()  {
    var cha chan int
    close(cha)
}

运行结果：

panic: close of nil channel

goroutine 1 [running]:
main.main()
       /go/src/asong.cloud/Golang_Dream/code_demo/slice_demo/nil.go:5 +0x2a

根据运行结果我们可以得出关闭一个nil的channel会导致程序panic，在使用上我们要注意这个问题，还有有一个需要注意的问题：一个nil的channel读写数据都会造成永远阻塞。

 一个为nil的slice使用注意事项

func main()  {
    var slice []int64 = nil
    fmt.Println(len(slice))
    fmt.Println(cap(slice))
    for range slice{

    }
    fmt.Println(slice[0])
}
// 运行结果
0
0
panic: runtime error: index out of range [0] with length 0

goroutine 1 [running]:
main.main()
        /go/src/asong.cloud/Golang_Dream/code_demo/slice_demo/nil.go:14 +0xf2

根据这个例子，我们可以得出如下结论：

一个为nil的索引，不可以进行索引，否则会引发panic，其他操作是可以。

 方法接收者为nil时是否会引发panic

func main()  {
    var m *man
    fmt.Println(m.GetName())
}


type man struct {

}

func (m *man)GetName() string {
    return "asong"
}
// 运行结果
asong

根据运行结果我们可以看出，方法接收者为nil时，我们仍然可以访问对应的方法，但是要注意方法内的写法，否则也会引发panic。上面的代码改成这样：

func main()  {
    var m *man
    fmt.Println(m.GetName())
}


type man struct {
    Name string
}

func (m *man)GetName() string {
    return m.Name
}
// 运行结果
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0x0 pc=0x10a6ec3]

goroutine 1 [running]:
main.(*man).GetName(...)
        go/src/asong.cloud/Golang_Dream/code_demo/slice_demo/nil.go:18
main.main()
        go/src/asong.cloud/Golang_Dream/code_demo/slice_demo/nil.go:9 +0x23

这样就是直接引发panic，所以为了程序健壮性我们要做一次指针判空处理。

 空指针是一个没有任何值的指针

func main()  {
    var a = (*int64)(unsafe.Pointer(uintptr(0x0)))
    fmt.Println(a == nil)  //true
}
// 运行结果
true

这里我们用了0x0做了一个小实验，正好证明了空指针就是一个没有指向任何值的指针。

# 总结

文章接近尾声啦，我们来揭晓一下文章开始的答案，用文中nil比较的知识点正好可以解答这个问题，nil标识符是没有类型的，所以==对于nil来说是一种未定义的操作，不可以进行比较，而这个在python中是可以比较的，在 python 中，两个None 值永远相等，不要弄混了朋友们。