golang 的 nil 在概念上和其它语言的 null、None、nil、NULL一样,都指代零值或空值。nil 是预先说明的标识符,也即通常意义上的关键字。在 golang 中,nil 只能赋值给 指针、channel、func、interface、map 或 slice 类型的变量。如果未遵循这个规则,则会引发 panic。对此官方有明确的说明:http://pkg.golang.org/pkg/builtin/#Type
golang 中的 interface 类似于 java 的 interface、PHP 的interface 或 C++ 的纯虚基类。接口就是一个协议,规定了一组成员。这个没什么好说的,本文不打算对宏观上的接口概念和基于接口的范式编程做剖析。golang 语言的接口有其独到之处:只要 类型T 的公开方法完全满足 接口I 的要求,就可以把类型T的对象用在需要接口I的地方。这种做法的学名叫做 Structural Typing,有人也把它看作是一种静态的 Duck Typing。所谓 类型T 的公开方法完全满足接口I的要求,也即是 类型T 实现了 接口I 所规定的一组成员。
在底层,interface 作为两个成员来实现,一个类型和一个值。对此官方也有文档说明:http://golang.org/doc/go_faq.html#nil_error,如果您不习惯看英文,这里有一篇柴大的翻译:Go中error类型的nil值 和 nil 。
接下来通过编写测试代码和 gdb 来看看 interface 倒底是什么。会用到反射,如果您不太了解 golang 的反射是什么,这里有刑星翻译自官方博客的一篇文章:反射的规则,原文在:laws-of-reflection。
$GOPATH/src
----interface_test
--------main.go
main.go 的代码如下:
package main import ( "fmt" "reflect" ) func main() { var val interface{} = int64(58) fmt.Println(reflect.TypeOf(val)) val = 50 fmt.Println(reflect.TypeOf(val)) }
我们已经知道接口类型的变量底层是作为两个成员来实现,一个是 type,一个是 data。type 用于存储变量的 动态类型,data 用于存储变量的 具体数据。在上面的例子中,第一条打印语句输出的是:int64。这是因为已经显示的将类型为 int64 的数据 58 赋值给了 interface 类型的变量 val,所以 val 的底层结构应该是:(int64, 58)。我们暂且用这种二元组的方式来描述,二元组的第一个成员为 type,第二个成员为 data。第二条打印语句输出的是:int。这是因为字面量的整数在 golang 中默认的类型是 int,所以这个时候 val 的底层结构就变成了:(int, 50)。借助于 gdb 很容易观察到这点:
$ cd $GOPATH/src/interface_test $ go build -gcflags "-N -l" $ gdb interface_test
接下来说说 interface 类型的值 和 nil 的比较问题。这是个比较经典的问题,也算是 golang 的一个坑。
接着来看代码:
package main import ( "fmt" ) func main() { var val interface{} = nil if val == nil { fmt.Println("val is nil") } else { fmt.Println("val is not nil") } }
变量 val 是 interface 类型,它的底层结构必然是(type, data)。由于 nil 是 untyped (无类型),而又将 nil 赋值给了变量 val,所以 val 实际上存储的是(nil, nil)。因此很容易就知道 val 和 nil的相等比较是为 true 的。
注意:变量 val 的两个存储值同为 nil 时,跟 nil 相等比较才为 true
$ cd $GOPATH/src/interface_test $ go build $ ./interface_test val is nil
对于将任何其它有意义的值类型赋值给 val,都导致 val 持有一个 有效的类型 和 数据。也就是说变量 val 的底层结构肯定不为(nil, nil),因此它和 nil 的相等比较总是为 false。
上面的讨论都是在围绕 值类型 来进行的。在继续讨论之前,让我们来看一种特例:(*interface{})(nil)。将 nil 转成 interface 类型的指针,其实得到的结果仅仅是空接口类型指针并且它指向无效的地址。注意是空接口类型指针而不是空指针,这两者的区别蛮大的,学过 C 的童鞋都知道空指针是什么概念。
关于 (*interface{})(nil) 还有一些要注意的地方。这里仅仅是拿 (*interface{})(nil) 来举例,对于 (*int)(nil)、(*byte)(nil) 等等来说是一样的。上面的代码定义了接口指针类型变量 val,它指向无效的地址 (0x0),因此 val 持有无效的数据。但它是有类型的 (*interface{})。所以 val 的底层结构应该是:(*interface{}, nil)。有时候您会看到 (*interface{})(nil) 的应用,比如 var ptrIface = (*interface{})(nil),如果您接下来将 ptrIface 指向其它类型的指针,将通不过编译。或者您这样赋值:*ptrIface = 123,那样的话编译是通过了,但在运行时还是会panic的,这是因为ptrIface 指向的是无效的内存地址。其实声明类似 ptrIface 这样的变量,是因为使用者只是关心指针的类型,而忽略它存储的值是什么。还是以例子来说明:
package main import ( "fmt" ) func main() { var val interface{} = (*interface{})(nil) // val = (*int)(nil) if val == nil { fmt.Println("val is nil") } else { fmt.Println("val is not nil") } }
很显然,无论该指针的值是什么:(*interface{}, nil),这样的接口值总是 非nil 的,即使在该指针的内部为 nil。
$ cd $GOPATH/src/interface_test $ go build $ ./interface_test val is not nil
interface 类型的变量 和 nil 的相等比较出现最多的地方应该是 error 接口类型的值与 nil 的比较。有时候您想自定义一个返回错误的函数来做这个事,可能会写出以下代码:
package main import ( "fmt" ) type data struct{} func (this *data) Error() string { return "" } func test() error { var p *data = nil return p } func main() { var e error = test() if e == nil { fmt.Println("e is nil") } else { fmt.Println("e is not nil") } }
但是很可惜,以上代码是有问题的。
$ cd $GOPATH/src/interface_test $ go build $ ./interface_test e is not nil
我们可以来分析一下。error 是一个接口类型,test 方法中返回的指针 p 虽然数据是 nil,但是由于它被返回成包装的 error 类型,也即它是有类型的。所以它的底层结构应该是 (*data, nil),很明显它是非 nil 的。
可以打印观察下底层结构数据:
package main import ( "fmt" "unsafe" ) type data struct{} func (this *data) Error() string { return "" } func test() error { var p *data = nil return p } func main() { var e error = test() d := (*struct { itab uintptr data uintptr })(unsafe.Pointer(&e)) fmt.Println(d) }
$ cd $GOPATH/src/interface_test $ go build $ ./interface_test &{3078907912 0}
正确的做法应该是:
package main import ( "fmt" ) type data struct{} func (this *data) Error() string { return "" } func bad() bool { return true } func test() error { var p *data = nil if bad() { return p } return nil } func main() { var e error = test() if e == nil { fmt.Println("e is nil") } else { fmt.Println("e is not nil") } }
参考: