关于golang:golangnil的理解

最近在油管下面看了一个视频:Understanding nil,挺有意思,这篇文章就对视频做一个演绎总结,代码示例都是来自于视频。

nil是什么

置信写过Golang的程序员对上面一段代码是十分十分相熟的了:

if err != nil {    // do something....}

当呈现不等于nil的时候,阐明呈现某些谬误了,须要咱们对这个谬误进行一些解决,而如果等于nil阐明运行失常。那什么是nil呢?查一下词典能够晓得,nil的意思是无,或者是零值。零值,zero value,是不是有点相熟?在Go语言中,如果你申明了一个变量然而没有对它进行赋值操作,那么这个变量就会有一个类型的默认零值。这是每种类型对应的零值:

bool -> false                   
numbers -> 0                   
string    -> ""      
pointers -> nil
slices -> nil
maps -> nil
channels -> nil
functions -> nil
interfaces -> nil

举个例子,当你定义了一个struct:

type Person struct { 
    AgeYears int  
    Name string  
    Friends []Person
}
var p Person // Person{0, "", nil}

变量p只申明但没有赋值,所以p的所有字段都有对应的零值。那么,这个nil到底是什么呢?Go的文档中说到,_nil是预约义的标识符,代表指针、通道、函数、接口、映射或切片的零值_,也就是预约义好的一个变量:

type Type int
var nil Type

是不是有点诧异?nil并不是Go的关键字之一,你甚至能够本人去扭转nil的值:

var nil = errors.New("hi")

这样是齐全能够编译得过的,然而最好不要这样子去做。

nil有什么用

在理解了什么是nil之后,再来说说nil有什么用。

pointers

var p *int
p == nil    // true
*p          // panic: invalid memory address or nil pointer dereference

指针示意指向内存的地址,如果对为nil的指针进行解援用的话就会导致panic。那么为nil的指针有什么用呢?先来看一个计算二叉树和的例子:

type tree struct { 
    v int  
    l *tree  
    r *tree
}
// first solution
func (t *tree) Sum() int { 
    sum := t.v   
    if t.l != nil {  
         sum += t.l.Sum() 
    }   
    if t.r != nil {  
         sum += t.r.Sum() 
    }     
    return sum
}

下面的代码有两个问题,一个是代码反复:

if v != nil { 
    v.m()
}

另一个是当tnil的时候会panic:

    var t *tree
    sum := t.Sum()   // panic: invalid memory address or nil pointer dereference

怎么解决下面的问题?咱们先来看看一个指针接收器的例子:

type person struct {}
func sayHi(p *person) { 
    fmt.Println("hi") 
}
func (p *person) sayHi() { 
    fmt.Println("hi") 
}
var p *person
p.sayHi() // hi

对于指针对象的办法来说,就算指针的值为nil也是能够调用的,基于此,咱们能够对刚刚计算二叉树和的例子进行一下革新:

func(t *tree) Sum() int {   
    if t == nil {      
        return 0  
    }   
    return t.v + t.l.Sum() + t.r.Sum()
}

跟方才的代码一比照是不是简洁了很多?对于nil指针,只须要在办法后面判断一下就ok了,无需反复判断。换成打印二叉树的值或者查找二叉树的某个值都是一样的:

func(t *tree) String() string { 
    if t == nil {   
        return "" 
    }   
    return fmt.Sprint(t.l, t.v, t.r)
}

// nil receivers are useful: Find
func (t *tree) Find(v int) bool { 
    if t == nil { 
         return false  
    }    
    return t.v == v || t.l.Find(v) || t.r.Find(v)
}

所以如果不是很需要的话,不要用NewX()去初始化值,而是应用它们的默认值。

slices

// nil slices
var s []slice
len(s)  // 0
cap(s)  // 0
for range s  // iterates zero times
s[i]  // panic: index out of range

一个为nil的slice,除了不能索引外,其余的操作都是能够的,当你须要填充值的时候能够应用append函数,slice会主动进行裁减。那么为nil的slice的底层构造是怎么的呢?依据官网的文档,slice有三个元素,别离是长度、容量、指向数组的指针:

slice

当有元素的时候:

slice

所以咱们并不需要放心slice的大小,应用append的话slice会主动扩容。(视频中说slice主动扩容速度很快,不用放心性能问题,这个值得商讨,在确定slice大小的状况只进行一次内存调配总是好的)

map

对于Go来说,map,function,channel都是非凡的指针,指向各自特定的实现,这个咱们临时能够不必管。

// nil map
var m map[t]u
len(m)  // 0
for range m // iterates zero times
v, ok := m[i] // zero(u), false
m[i] = x // panic: assignment to entry in nil map

对于nil的map,咱们能够简略把它看成是一个只读的map,不能进行写操作,否则就会panic。那么nil的map有什么用呢?看一下这个例子:

func NewGet(url string, headers map[string]string) (*http.Request, error) {  
    req, err := http.NewRequest(http.MethodGet, url, nil)    
    if err != nil {     
        return nil, err 
    }    
    for k, v := range headers {   
        req.Header.Set(k, v) 
    }   
    return req, nil
}

对于NewGet来说,咱们须要传入一个类型为map的参数,并且这个函数只是对这个参数进行读取,咱们能够传入一个非空的值:

NewGet("http://google.com", map[string]string{  "USER_AGENT": "golang/gopher",},)

或者这样传:

NewGet("http://google.com", map[string]string{})

然而后面也说了,map的零值是nil,所以当header为空的时候,咱们也能够间接传入一个nil

NewGet("http://google.com", nil)

是不是简洁很多?所以,把nil map作为一个只读的空的map进行读取吧。

channel

// nil channels
var c chan 
t<- c      // blocks forever
c <- x    // blocks forever
close(c)  // panic: close of nil channel

敞开一个nil的channel会导致程序panic(如何敞开channel能够看这篇文章:如何优雅地敞开Go channel)举个例子,如果当初有两个channel负责输出,一个channel负责汇总,简略的实现代码:

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) {   
    for {      
        select {  
        case v := <-a:       
            out <- v            
        case v := <- b:      
            out <- v    
        }  
    }
}

如果在内部调用中敞开了a或者b,那么就会一直地从a或者b中读出0,这和咱们想要的不一样,咱们想敞开a和b后就进行汇总了,批改一下代码:

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) {   
    for a != nil || b != nil { 
        select {            
        case v, ok := <-a:                  
            if !ok {           
                a = nil           
                fmt.Println("a is nil")   
                continue          
            }         
            out <- v           
        case v, ok := <-b:      
            if !ok {        
                b = nil        
                fmt.Println("b is nil")          
                continue        
            }        
            out <- v   
        } 
    }  
    fmt.Println("close out") 
    close(out)
}

在晓得channel敞开后,将channel的值设为nil,这样子就相当于将这个select case子句停用了,因为nil的channel是永远阻塞的。

interface

interface并不是一个指针,它的底层实现由两局部组成,一个是类型,一个值,也就是相似于:(Type, Value)。只有当类型和值都是nil的时候,才等于nil。看看上面的代码:

func do() error {   // error(*doError, nil) 
    var err *doError   
    return err  // nil of type *doError
}
func main() { 
    err := do() 
    fmt.Println(err == nil)
}

输入后果是falsedo函数申明了一个*doErro的变量err,而后返回,返回值是error接口,然而这个时候的Type曾经变成了:(*doError,nil),所以和nil必定是不会相等的。所以咱们在写函数的时候,不要申明具体的error变量,而是应该间接返回nil

func do() error {    return nil }

再来看看这个例子:

func do() *doError {  // nil of type *doError 
    return nil
}
func wrapDo() error { // error (*doError, nil) 
    return do()       // nil of type *doError
}
func main() {  
    err := wrapDo()   // error  (*doError, nil)  
    fmt.Println(err == nil) // false
}

这里最终的输入后果也是false。为什么呢?只管wrapDo函数返回的是error类型,然而do返回的却是*doError类型,也就是变成了(*doError,nil),天然也就和nil不相等了。因而,不要返回具体的谬误类型。听从这两条倡议,才能够释怀地应用if x != nil

总结

看完了那个视频,发现nil还有这么多用处,真是意外之喜。
油管下面还有很多干货满满的视频,能够多学习学习咯。

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