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go语言问题(len)

go问题集 admin 5个月前 (03-04) 126次浏览 0个评论

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]))
}

A:运行时 panic;B:32;C:编译错误;D:0

答案解析:
正确率只有 16%。

正确答案:B。

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=
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。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。

“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。

答案解析来自:https://polarisxu.studygolang.com/posts/go/action/weekly-question-104/。


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