有趣的面试题:Go语言中nil的比较结果
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2021-09-23 21:34
# 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。
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