Go细节101

一个Go源文件可以多次引入同一个包。但是每次的引入名称必须不同。这些相同的包引入引用着同一个包实例。

package main

import "fmt"
import "io"
import inout "io"

func main() {
	fmt.Println(&inout.EOF == &io.EOF) // true
}

	switch n := rand.Intn(3); n {
	case 0: fmt.Println("n == 0")
	case 1: fmt.Println("n == 1")
	default: fmt.Println("n == 2")
	}

	switch n := rand.Intn(3); n {
	default: fmt.Println("n == 2")
	case 0: fmt.Println("n == 0")
	case 1: fmt.Println("n == 1")
	}

	switch n := rand.Intn(3); n {
	case 0: fmt.Println("n == 0")
	default: fmt.Println("n == 2")
	case 1: fmt.Println("n == 1")
	}

	var x, y chan int

	select {
	case <-x:
	case y <- 1:
	default:
	}

	select {
	case <-x:
	default:
	case y <- 1:
	}

	select {
	default:
	case <-x:
	case y <- 1:
	}

package main

func main() {
	switch 123 {
	case 123:
	case 123: // error: duplicate case
	}
}

package main

func main() {
	switch false {
	case false:
	case false:
	}
}

关于原因，请阅读这个issue。 此行为依赖于编译器。事实上，标准编译器同样不允许重复的字符串case表达式，但是gccgo编译器却允许。

package main

func main() {
	switch 123 {
	case int64(123):  // error: 类型不匹配
	case uint32(789): // error: 类型不匹配
	}
}

package main

import "fmt"

func main() {
	switch { // <=> switch true {
	case true:  fmt.Println("true")
	case false: fmt.Println("false")
	}
}

package main

func main() {
	var i = 0
Outer:
	for
	{ // 在这里断行是没问题的
		switch
		{ // 在这里断行是没问题的
		case i == 5:
			break Outer
		default:
			i++
		}
	}
}

package main

import "fmt"

func False() bool {
	return false
}

func main() {
	switch False()
	{
	case true:  fmt.Println("true")
	case false: fmt.Println("false")
	}
}

func demo(n, m int) (r int) {
	switch n {
	case 123:
		if m > 0 {
			goto End
		}
		r++

		End: // syntax error: 标签后缺少语句
	default:
		r = 1
	}
	return
}

func demo(n, m int) (r int) {
	switch n {
	case 123: {
		if m > 0 {
			goto End
		}
		r++

		End:
	}
	default:
		r = 1
	}
	return
}

func demo(n, m int) (r int) {
	switch n {
	case 123:
		if m > 0 {
			goto End
		}
		r++

		End:;
	default:
		r = 1
	}
	return
}

关于原因，请阅读Go的代码断行规则一文。

package main

import "fmt"

func F() (r int) {
	defer func() {
		r = 789
	}()

	return 123 // <=> r = 123; return
}

func main() {
	fmt.Println(F()) // 789
}

我们可以通过调用os.Exit函数从任何函数里退出一个程序。 os.Exit函数调用接受一个int代码值做为参数并将此代码返回给操作系统。

// exit-example.go
package main

import "os"
import "time"

func main() {
	go func() {
		time.Sleep(time.Second)
		os.Exit(1)
	}()
	select{}
}

$ go run a.go
exit status 1
$ echo $?
1

我们可以通过调用runtime.Goexit函数退出一个goroutine。 runtime.Goexit函数没有参数。

package main

import "fmt"
import "runtime"

func main() {
	c := make(chan int)
	go func() {
		defer func() {c <- 1}()
		defer fmt.Println("Go")
		func() {
			defer fmt.Println("C")
			runtime.Goexit()
		}()
		fmt.Println("Java")
	}()
	<-c
}

package main

import "fmt"

type T struct {
	x int
	y *int
}

func main() {
	var t T
	p := &t.x // <=> p := &(t.x)
	fmt.Printf("%T\n", p) // *int

	*p++ // <=> (*p)++
	*p-- // <=> (*p)--

	t.y = p
	a := *t.y // <=> *(t.y)
	fmt.Printf("%T\n", a) // int
}

package main

func main() {
}

const M  = 2
var _ = 1.0 << M // 编译没问题。1.0将被推断为一个int值。

var N = 2
var _ = 1.0 << N // 编译失败。1.0将被推断为一个float64值。

关于原因请阅读运算操作符一文。

package main

type MyInt int64
type Ta    *int64
type Tb    *MyInt

func main() {
	var a Ta
	var b Tb

	//a = Ta(b) // error: 直接转换是不允许的。

	// 但是间接转换是允许的。
	y := (*MyInt)(b)
	x := (*int64)(y)
	a = x           // 等价于下一行
	a = (*int64)(y) // 等价于下一行
	a = (*int64)((*MyInt)(b))
	_ = a
}

package main

import "fmt"

func main() {
	a := struct{}{}
	b := struct{}{}
	x := struct{}{}
	y := struct{}{}
	m := [10]struct{}{}
	n := [10]struct{}{}
	o := [10]struct{}{}
	p := [10]struct{}{}

	fmt.Println(&x, &y, &o, &p)

	// 对于标准编译器1.23版本，x、y、o和p将
	// 逃逸到堆上，但是a、b、m和n则开辟在栈上。

	fmt.Println(&a == &b) // false
	fmt.Println(&x == &y) // true
	fmt.Println(&a == &x) // false

	fmt.Println(&m == &n) // false
	fmt.Println(&o == &p) // true
	fmt.Println(&n == &p) // false
}

上面代码中所示的输出是针对标准编译器1.23版本的。

package main

func main() {
	type P *P
	var p P
	p = &p
	p = **************p
}

• 一个切片类型的元素类型可以是此切片类型自身，
• 一个映射类型的元素类型可以是此映射类型自身，
• 一个通道类型的元素类型可以是此通道类型自身，
• 一个函数类型的输入参数和返回结果值类型可以是此函数类型自身。

package main

func main() {
	type S []S
	type M map[string]M
	type C chan C
	type F func(F) F

	s := S{0:nil}
	s[0] = s
	m := M{"Go": nil}
	m["Go"] = m
	c := make(C, 3)
	c <- c; c <- c; c <- c
	var f F
	f = func(F)F {return f}

	_ = s[0][0][0][0][0][0][0][0]
	_ = m["Go"]["Go"]["Go"]["Go"]
	<-<-<-c
	f(f(f(f(f))))
}

无论一个指针值的类型是具名的还是无名的，如果它的（指针）类型的基类型为一个结构体类型，则我们可以使用此指针值来选择它所引用着的结构体中的字段。 但是，如果此指针的类型为一个具名类型，则我们不能使用此指针值来选择它所引用着的结构体中的方法。

我们总是不能使用二级以上指针来选择结构体字段和方法。

package main

type T struct {
	x int
}
func (T) m(){} // T有一个方法m。

type P *T  // P为一个具名一级指针类型。
type PP *P // PP为一个具名二级指针类型。

func main() {
	var t T
	var tp = &t
	var tpp = &tp
	var p P = tp
	var pp PP = &p
	tp.x = 12  // 没问题
	p.x = 34   // 没问题
	pp.x = 56  // error: 类型PP没有名为x的字段或者方法。
	tpp.x = 78 // error: 类型**T没有名为x的字段或者方法。

	tp.m()  // 没问题，因为类型*T也有一个m方法。
	p.m()   // error: 类型P没有名为m的字段或者方法。
	pp.m()  // error: 类型PP没有名为m的字段或者方法。
	tpp.m() // error: 类型**T没有名为m的字段或者方法。
}

func Foo1(m map[string]int) int {
	if m != nil {
		return m["foo"]
	}
	return 0
}

func Foo2(m map[string]int) int {
	return m["foo"]
}

package main

func main() {
	var m map[string]int // nil
	delete(m, "foo")
}

package main

import "fmt"

func main() {
	s := make([]int, 3, 9)
	fmt.Println(len(s)) // 3
	s2 := s[2:7]
	fmt.Println(len(s2)) // 5
}

关于细节，请阅读从数组或者切片派生切片这一章节。

package main

import "fmt"

func main() {
	var x []int // nil
	a := x[:]
	b := x[0:0]
	c := x[:0:0]
	// 下一行将打印出三个true。
	fmt.Println(a == nil, b == nil, c == nil)
}

关于细节，请阅读从数组或者切片派生切片这一章节。

package main

func main() {
	var s []int // nil
	for range s {
	}

	var m map[string]int // nil
	for range m {
	}
}

package main

import "fmt"

func main() {
	var a *[5]int // nil
	for i, _ := range a {
		fmt.Print(i)
	}
}

var k = 1
var x = [2]int{k: 1} // error: 索引必须为一个常量
var y = []int{k: 1}  // error: 索引必须为一个常量

注意，映射组合字面量中的键值不必为常量。

// error: 重复的索引：1
var a = []bool{0: false, 1: true, 1: true}
// error: 重复的索引：0
var b = [...]string{0: "foo", 1: "bar", 0: "foo"}
// error: 重复的键值："foo"
var c = map[string]int{"foo": 1, "foo": 2}

这个特性可以用于在编译时刻断言某些条件。

原因是一个数组值的元素和此数组存储在同一个内存块中。 但是切片的情况大不相同。

package main

func main() {
	// 组合字面量是不可寻址的。

	/* 取容器元素的地址。 */

	// 取不可寻址的切片的元素的地址是没问题的
	_ = &[]int{1}[0]
	// error: 不能取不可寻址的数组的元素的地址
	_ = &[5]int{}[0]

	/* 修改元素值。 */

	// 修改不可寻址的切片的元素是没问题的
	[]int{1,2,3}[1] = 9
	// error: 不能修改不可寻址的数组的元素
	[3]int{1,2,3}[1] = 9
}

原因和上一个细节是一样的。

package main

func main() {
	// 映射元素是不可寻址的。

	// 下面几行编译没问题。
	_ = []int{6, 7, 8, 9}[1:3]
	var ms = map[string][]int{"abc": {0, 1, 2, 3}}
	_ = ms["abc"][1:3]

	// 下面几行将编译失败，因为不可从不可寻址的数组派生切片。
	/*
	_ = [...]int{6, 7, 8, 9}[1:3] // error
	var ma = map[string][4]int{"abc": {0, 1, 2, 3}}
	_ = ma["abc"][1:3]  // error
	*/
}

package main

import "fmt"
import "math"

func main() {
	var a = math.NaN()
	fmt.Println(a) // NaN

	var m = map[float64]int{}
	m[a] = 123
	v, present := m[a]
	fmt.Println(v, present) // 0 false
	m[a] = 789
	v, present = m[a]
	fmt.Println(v, present) // 0 false

	fmt.Println(m) // map[NaN:789 NaN:123]
	delete(m, a)   // no-op
	fmt.Println(m) // map[NaN:789 NaN:123]

	for k, v := range m {
		fmt.Println(k, v)
	}
	// the above loop outputs:
	// NaN 123
	// NaN 789
}

注意：在Go1.12之前，两个fmt.Println(m)调用均打印出map[NaN:<nil> NaN:<nil>]。

我们不应该假设结果切片的长度和容量总是相等的。

package main

import "fmt"

func main() {
	s := "abcde"
	x := []byte(s)              // len(s) == 1
	fmt.Println(cap([]byte(s))) // 32
	fmt.Println(cap(x))         // 8
	fmt.Println(x)
}

如果我们假设结果切片的长度和容量总是相等，就可能写出一些有bug的代码。

package main

import "fmt"

var i int

func fa(s []int, n int) int {
	i = n
	for i = 0; i < len(s); i++ {}
	return i
}

func fb(s []int, n int) int {
	i = n
	for i = range s {}
	return i
}

func main() {
	s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	fmt.Println(fa(s, -1), fb(s, -1)) // 6 5
	s = nil
	fmt.Println(fa(s, -1), fb(s, -1)) // 0 -1
}

package main

import "fmt"

func f(m map[byte]byte) string {
	bs := make([]byte, 0, 2*len(m))
	for k, v := range m {
		bs = append(bs, k, v)
	}
	return string(bs)
}

func main() {
	m := map[byte]byte{'a':'A', 'b':'B', 'c':'C'}
	s0 := f(m)
	for i := 1; ; i++{
		if s := f(m); s != s0 {
			fmt.Println(s0)
			fmt.Println(s)
			fmt.Println(i)
			return
		}
	}
}

注意：对映射进行JSON格式化输出中的映射条目是按照它们的键值排序的。 另外，从Go 1.12开始，使用fmt标准库包中的打印函数打印映射时，输出的映射条目也是按照它们的键值排序的； 而在Go 1.12之前，这些打印输出时乱序的。

package main

import "fmt"

func main() {
	m := map[int]int{0: 0, 1: 100, 2: 200}
	r, n, i:= len(m), len(m), 0
	for range m {
		m[n] = n*100
		n++
		i++
	}
	fmt.Printf("新增了%d个条目，其中%d个被遍历出来，%d个没有。\n",
		i, i - r, n - i,
	)
}

感谢Valentin Deleplace提出了上面两条细节建议。

package main

func main() {
	var x interface{} = []int{}
	_ = x == x // panic
}

package main

type Foo interface {
	foo()
}

type T int
func (T) foo() {}

func main() {
	var x interface{} = T(123)
	// 下面这两行将编译失败。
	/*
	var _ Foo = x   // error: interface{}类型没有实现Foo类型
	var _ = Foo(x)  // error: interface{}类型没有实现Foo类型
	*/
	// 但是下面这行可以编译通过。
	var _ = x.(Foo) // okay
}

package main

func main() {
	var x interface{} = true
	_, _ = x.(int) // 断言失败，但不会导致恐慌。
	_ = x.(int)    // 断言失败，并导致一个恐慌。
}

package main

type Ia interface {
	m()
}

type Ib interface {
	m() int
}

type T struct{}

func (T) m() {}

func main() {
	var x Ia = T{}
	_ = x.(Ib) // panic: main.T is not main.Ib
}

这样的断言并不会导致编译失败（但编译后的程序将在运行时刻产生恐慌）。 从Go官方工具链1.15开始，go vet会对对这样的断言做出警告。

package main

import "fmt"
import "errors"

func main() {
	notfound := "not found"
	a, b := errors.New(notfound), errors.New(notfound)
	fmt.Println(a == b) // false
}

package main

func main() {
}

func foo(c <-chan int) {
	close(c) // error: 不能关闭单向接收通道
}

package main

func main() {
	var c = make(chan bool)
	close(c)
	select {
	case <-c:
	case c <- true: // panic: 向已关闭的通道发送数据
	default:
	}
}

package main

func main() {
	type T struct{}
	type S = []int
}

package main

import "fmt"
import "math"

func main() {
	var a = math.Sqrt(-1.0)
	fmt.Println(a)      // NaN
	fmt.Println(a == a) // false

	var x = 0.0
	var y = 1.0 / x
	var z = 2.0 * y
	fmt.Println(y, z, y == z) // +Inf +Inf true
}

package foo

type I = interface {
	about() string
}

type S struct {
	a string
}

func (s S) about() string {
	return s.a
}

package bar

type I = interface {
	about() string
}

type S struct {
	a string
}

func (s S) about() string {
	return s.a
}

• 两个包中的两个类型S的值不能相互转换。
• 两个包中的两个接口类型指定了两个不同的方法集。
• 类型foo.S没有实现接口类型 bar.I。
• 类型bar.S没有实现接口类型foo.I。

package main

import "包2/foo"
import "包2/bar"

func main() {
	var x foo.S
	var y bar.S
	var _ foo.I = x
	var _ bar.I = y

	// 下面这些行将编译失败。
	x = foo.S(y)
	y = bar.S(x)
	var _ foo.I = y
	var _ bar.I = x
}

package main

import "fmt"

type T struct {
	_ int
	_ bool
}

func main() {
	var t1 = T{123, true}
	var t2 = T{789, false}
	fmt.Println(t1 == t2) // true
}

package main

type T struct{x, y int}

func main() {
	// 因为{}的烦扰，下面这三行均编译失败。
	/*
	if T{} == T{123, 789} {}
	if T{} == (T{123, 789}) {}
	if (T{}) == T{123, 789} {}
	var _ = func()(nil) // nil被认为是一个类型
	*/

	// 必须加上一对小括号()才能编译通过。
	if (T{} == T{123, 789}) {}
	if (T{}) == (T{123, 789}) {}
	var _ = (func())(nil) // nil被认为是一个值
}

package main

func f() {
	f()
}

func main() {
	defer func() {
		recover() // 无法防止程序崩溃
	}()
	f()
}

runtime: goroutine stack exceeds 1000000000-byte limit
fatal error: stack overflow

runtime stack:
...

关于更多不可恢复的致命错误，请参考此篇维基文章。

如果表达式x和y的类型不相同，则函数调用DeepEqual(x, y)的结果总为false，但x == y的估值结果有可能为true。

如果x和y为（同类型的）两个引用着不同其它值的指针值，则x == y的估值结果总为false，但函数调用DeepEqual(x, y)的结果可能为true，因为函数reflect.DeepEqual将比较x和y所引用的两个值。

第三个区别是当x和y均处于某个循环引用链中时，为了防止死循环，DeepEqual调用的结果可能为true。

第四个区别是一个DeepEqual(x, y)调用无论如何不应该产生一个恐慌，但是如果x和y是两个动态类型相同的接口值并且它们的动态类型是不可比较类型的时候，x == y将产生一个恐慌。

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	type Book struct {page int}
	x := struct {page int}{123}
	y := Book{123}
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(x, y)) // false
	fmt.Println(x == y)                  // true

	z := Book{123}
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(&z, &y)) // true
	fmt.Println(&z == &y)                  // false

	type Node struct{peer *Node}
	var q, r, s Node
	q.peer = &q // 形成一个循环引用链
	r.peer = &s // 形成一个循环引用链
	s.peer = &r
	println(reflect.DeepEqual(&q, &r)) // true
	fmt.Println(q == r)                // false

	var f1, f2 func() = nil, func(){}
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(f1, f1)) // true
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(f2, f2)) // false

	var a, b interface{} = []int{1, 2}, []int{1, 2}
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(a, b)) // true
	fmt.Println(a == b)                  // 产生恐慌
}

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	a := [1]func(){func(){}}
	b := a
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(a, a))       // false
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(a[:], a[:])) // true
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(a[:], b[:])) // false
	a[0], b[0] = nil, nil
	fmt.Println(reflect.DeepEqual(a[:], b[:])) // true
}

假设一个自定义类型MyByte的底层类型为内置类型byte，我们知道Go类型系统禁止切片类型[]MyByte的值转换为类型[]byte。 但是，当前的reflect.Value类型的Bytes方法的实现可以帮我们绕过这个限制。 此实现应该是违反了Go类型系统的规则。

package main

import "bytes"
import "fmt"
import "reflect"

type MyByte byte

func main() {
	var mybs = []MyByte{'a', 'b', 'c'}
	var bs []byte

	// bs = []byte(mybs) // this line fails to compile

	v := reflect.ValueOf(mybs)
	bs = v.Bytes() // okay. Violating Go type system.
	fmt.Println(bytes.HasPrefix(bs, []byte{'a', 'b'})) // true

	bs[1], bs[2] = 'r', 't'
	fmt.Printf("%s \n", mybs) // art
}

虽然这违反了Go类型系统的规则，但是貌似此违反并没有什么害处，相反，它带来了一些好处。 比如，我们可以将bytes标准库包中提供的函数（间接）应用到[]MyByte值上，如上例所示。

注意：reflect.Value.Bytes()方法以后可能会被移除。

package main

import (
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	_, err := os.Stat("a-nonexistent-file.abcxyz")
	fmt.Println(os.IsNotExist(err))    // true
	fmt.Println(err == os.ErrNotExist) // false
}

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
	"os"
)

func main() {
	_, err := os.Stat("a-nonexistent-file.abcxyz")
	fmt.Println(errors.Is(err, os.ErrNotExist)) // true
}

1. -flag：仅适用于布尔选项。
2. -flag=x：用于任何类型的选项。.
3. -flag x：仅用于非布尔选项。

请注意，使用第一种形式的布尔选项将被视为最后一个选项，其后面的所有项都被视为参数。

package main

import "fmt"
import "flag"

var b = flag.Bool("b", true, "一个布尔选项")
var i = flag.Int("i", 123, "一个整数选项")
var s = flag.String("s", "hi", "一个字符串选项")

func main() {
	flag.Parse()
	fmt.Print("b=", *b, ", i=", *i, ", s=", *s, "\n")
	fmt.Println("arguments:", flag.Args())
}

./exampleProgram -b false -i 789 -s bye arg0 arg1

b=true, i=123, s=hi
arguments: [false -i 789 -s bye arg0 arg1]

这个输出显然不是我们所期望的。

./exampleProgram -b=false -i 789 -s bye arg0 arg1

./exampleProgram -i 789 -s bye -b arg0 arg1

b=true, i=789, s=bye
arguments: [arg0 arg1]

package main

import "fmt"

func main() {
	// The next line prints: coco
	fmt.Printf("%[2]v%[1]v%[2]v%[1]v", "o", "c")
}