golang內(nèi)置函數(shù)len的小技巧

len是很常用的內(nèi)置函數(shù)，可以測量字符串、slice、array、channel以及map的長度/元素個(gè)數(shù)。

不過你真的了解len嗎？也許還有一些你不知道的小知識(shí)。

我們來看一道GO101的題目，這題也被GO語言愛好者周刊轉(zhuǎn)載：

package main

import "fmt"

func main() {
    var x *struct {
        s [][32]byte
    }
    
    fmt.Println(len(x.s[99]))
}

題目問你這段代碼的運(yùn)行結(jié)果，選項(xiàng)有編譯錯(cuò)誤、panic、32和0。

我們分析一下，別看x的聲明定義一大長串，實(shí)際上就是定義了一個(gè)有個(gè)[][32]byte的結(jié)構(gòu)體，然后x是這個(gè)結(jié)構(gòu)體的指針。

然后我們沒有初始化x，所以x是一個(gè)值為nil的指針。看到這里你也許以及有答案了，對(duì)nil指針解引用訪問它的成員s，那不就是panic嘛。即使引用x的成員合法，我們的s也沒有初始化，訪問沒有初始化的slice也會(huì)panic。

然而這么想你就錯(cuò)了，代碼的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果是32！

為什么呢？我們看看len的幫助文檔：

For some arguments, such as a string literal or a simple array expression, the result can be a constant. See the Go language specification's "Length and capacity" section for details.

這句話很重要，對(duì)于結(jié)果是數(shù)組的表達(dá)式，len可能會(huì)是一個(gè)編譯期常量，而且數(shù)組類型的長度在編譯期是可知的，所以熟悉c++的朋友大概會(huì)立刻想到這樣的常量是不需要進(jìn)行實(shí)際求值的，簡單類型推導(dǎo)即可獲得。不過口說無憑，我們看看spec里的描述：

The expression len(s) is constant if s is a string constant. The expressions len(s) and cap(s) are constants if the type of s is an array or pointer to an array and the expression s does not contain channel receives or (non-constant) function calls; in this case s is not evaluated. Otherwise, invocations of len and cap are not constant and s is evaluated.

如果表達(dá)式是字符串常量那么len(s)也是常量。如果表達(dá)式s的類型是array或者array的指針，且表達(dá)式不是channel的接收操作或是函數(shù)調(diào)用，那么len(s)是常量，且表達(dá)式s不會(huì)被求值；否則len和cap會(huì)對(duì)s進(jìn)行求值，其計(jì)算結(jié)果也不是一個(gè)常量。

其實(shí)說的很清楚了，但還有三點(diǎn)需要說明。

第一個(gè)是視為常量的表達(dá)式里為什么不能含有chan的接收操作和函數(shù)調(diào)用？

這個(gè)答案很簡單，因?yàn)檫@兩個(gè)操作都是使用這明確希望發(fā)生“副作用”的。特別是從chan里接收數(shù)據(jù)，還會(huì)導(dǎo)致goroutine阻塞，而我們的常量len表達(dá)式不會(huì)進(jìn)行求值，這些你期望會(huì)發(fā)生的副作用便不會(huì)產(chǎn)生，會(huì)引發(fā)一些隱蔽的bug。

第二個(gè)是我們注意到了函數(shù)調(diào)用前用non-constant修飾了，這是什么意思？

按字面意思，一部分函數(shù)調(diào)用其實(shí)是可以在編譯期完成計(jì)算被當(dāng)成常量處理的，而另一些不可以。

在進(jìn)一步深入之前我們先要看看golang里哪些東西是常量/常量表達(dá)式。

• 首先是各種字面量以及對(duì)字面量的類型轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的值了，無需多說。
• 一部分內(nèi)置函數(shù)：len、cap、imag、real、complex，它們?cè)趨?shù)是常量的時(shí)候本身也是常量表達(dá)式。
• unsafe.Sizeof，因?yàn)轭愋偷拇笮∫彩蔷幾g期就能確定的，所以它是常量表達(dá)式也很好理解。
• 所有的常量之間的運(yùn)算（加減乘除位運(yùn)算等，除了非常量表達(dá)式函數(shù)的調(diào)用）都是常量表達(dá)式。

從上面的描述里可以看出兩點(diǎn)，內(nèi)置函數(shù)和unsafe.Sizeof的調(diào)用我們可以看成是constant function calls，所有常量表達(dá)式除了浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)表達(dá)式都可以在編譯期完成計(jì)算。而其他函數(shù)比如用戶自定義函數(shù)的調(diào)用，雖然仍然有可能在編譯期被求值優(yōu)化，但本身不屬于常量表達(dá)式。所以語言標(biāo)準(zhǔn)會(huì)加以區(qū)分。比如下面這個(gè)：

func add(x, y int) int {
    return x + y
}

func main() {
    fmt.Println(add(512, 513)) // 1025
}

如果我們看生成的匯編，會(huì)發(fā)現(xiàn)求值已經(jīng)完成，不需要調(diào)用add：

MOVQ    $1025, (SP)
PCDATA  $1, $0
CALL    runtime.convT64(SB)
MOVQ    8(SP), AX
XORPS   X0, X0
MOVUPS  X0, ""..autotmp_16+64(SP)
LEAQ    type.int(SB), CX
MOVQ    CX, ""..autotmp_16+64(SP)
MOVQ    AX, ""..autotmp_16+72(SP)
NOP
MOVQ    os.Stdout(SB), AX
LEAQ    go.itab.*os.File,io.Writer(SB), CX
MOVQ    CX, (SP)
MOVQ    AX, 8(SP)
LEAQ    ""..autotmp_16+64(SP), AX
MOVQ    AX, 16(SP)
MOVQ    $1, 24(SP)
MOVQ    $1, 32(SP)
NOP
CALL    fmt.Fprintln(SB)
MOVQ    80(SP), BP
ADDQ    $88, SP
RET

很明顯的，1025已經(jīng)在編譯期求值了，然而add的調(diào)用不是常量表達(dá)式，所以下面的代碼會(huì)報(bào)錯(cuò)：

const number = add(512, 513) // error!!!

// example.go:11:7: const initializer add(512, 513) is not a constant

spec給出的實(shí)例是調(diào)用的內(nèi)置函數(shù)，內(nèi)置函數(shù)也只有在參數(shù)是常量的情況下被調(diào)用才算做常量表達(dá)式：

const (
 c4 = len([10]float64{imag(2i)})  // imag(2i) is a constant and no function call is issued
 c5 = len([10]float64{imag(z)})   // invalid: imag(z) is a (non-constant) function call
)
var z complex128

所以len的表達(dá)式里如果用了non-constant的函數(shù)調(diào)用，那么就len本身不能算是常量表達(dá)式了。

這就有了最后一個(gè)疑問，題目中的x不是常量，為什么len的結(jié)果是常量呢？

標(biāo)準(zhǔn)只說表達(dá)式里不能有chan的接收和非常量表達(dá)式的函數(shù)調(diào)用，沒說其他的不可以。你也可以這么理解，表達(dá)式都有結(jié)果值，任何值除了無類型常量（這里顯然不是）都是要有一個(gè)確定的類型的，只要這個(gè)類型是數(shù)組或者數(shù)組的指針，那len就能獲得數(shù)組的長度，而這一切不需要s一定是常量表達(dá)式，編譯器可以簡單推導(dǎo)出表達(dá)式的值的類型。不能包含non-constant function calls和chan接收是我在第一點(diǎn)里解釋的，杜絕所有可能的副作用發(fā)生從而保證即使不對(duì)表達(dá)式求值程序也是正確的，不包含這兩個(gè)操作的表達(dá)式既可以是常量的也可以不是，所以這里我們能用x.s[99]作為len的參數(shù)。

說了這么多，只要len的參數(shù)類型為array或者array的指針并且符合要求，就不會(huì)進(jìn)行求值，而題目里的表達(dá)式正好滿足這點(diǎn)，所以雖然我們看起來是會(huì)導(dǎo)致panic的代碼，但是本身并未進(jìn)行實(shí)際求值，因此程序可以正常運(yùn)行。另外cap也遵循同樣的規(guī)則。

最后，還有個(gè)小測驗(yàn)，檢驗(yàn)一下自己的學(xué)習(xí)吧：

// 以下哪些語句是正確的，哪些是錯(cuò)誤的
var slice [][]*[10]int

const (
    a = len(slice[10000000000000][4]) // 1
    b = len(slice[1]) // 2
    c = len(slice) // 3
    d = len([1]int{1024}) // 4
    e = len([1]int{add(512, 512)}) // 5
    g = len([unsafe.Sizeof(slice)]int{}) // 6
    g = len([unsafe.Sizeof(slice)]int{int(unsafe.Sizeof(slice))}) // 7
)

參考
https://golang.org/ref/spec#Length_and_capacity

到此這篇關(guān)于golang內(nèi)置函數(shù)len的小技巧的文章就介紹到這了,更多相關(guān)golang內(nèi)置函數(shù)len內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！