Go愛好者周刊題解：關(guān)于 len 函數(shù)的問題

大家好，我是 polarisxu。

在 Go語言愛好者周刊第 104 期有一道題目，以下代碼輸出什么：

package main

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

答題結(jié)果如下：

正確率只有 16%。

本文就講解下為什么結(jié)果是 32。

01 解析題目

先剖析下這段代碼，x 變量：

var x *struct {
  s [][32]byte
}

注意這里不是定義一個結(jié)構(gòu)體類型，而是定義一個結(jié)構(gòu)體類型指針變量，即 x 是一個指針，指針類型是一個匿名結(jié)構(gòu)體。很顯然，x 的值是 nil，因為沒有初始化，可以打印證實這一點。

package main

import "fmt"

func main() {
 var x *struct {
  s [][32]byte
 }

 fmt.Printf("x.Type = %T; x.Value= %v\n", x, x)
}

輸出：

x.Type = *struct { s [][32]uint8 }; x.Value= <nil>

這也是為什么 48% 的人選擇 A （panic） 的原因，畢竟 x 是 nil，panic 很自然的。比如這樣就會 panic：

println(x.s)
// panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

相應(yīng)的，fmt.Println(x.s[99]) 也會 panic。但為什么 len(x.s[99]) 就不 panic 了呢？所以得從 len 入手一探究竟。

02 len 詳解

len 函數(shù)是一個內(nèi)置類型，什么意思？就是由編譯器實現(xiàn)的。它的參數(shù)可以接收多種類型，有泛型的味道。

func len(v Type) int

關(guān)于它的說明，標準庫文檔有說明：

內(nèi)建函數(shù) len 返回 v 的長度，這取決于具體類型：

• 數(shù)組：v 中元素的數(shù)量
• 數(shù)組指針：*v 中元素的數(shù)量（v 為 nil 時 panic）
• 切片、map：v 中元素的數(shù)量；若 v 為nil，len(v) 即為零
• 字符串：v 中字節(jié)的數(shù)量
• 通道：通道緩存中隊列（未讀取）元素的數(shù)量；若 v 為 nil，len(v) 即為零

光這個解釋，還不夠全面，len 函數(shù)還有其他一些特殊的點。這要看 Go 語言規(guī)范。

在規(guī)范中，有一節(jié)是關(guān)于 len 和 cap 的^[1]。有如下幾個要點：

• 返回結(jié)果總是 int；
• 返回結(jié)果有可能是常量；
• 有時對函數(shù)參數(shù)不求值，即編譯期確定返回值；

2、3 點解釋下。（規(guī)范中有說明）

如果 len 或 cap 的函數(shù)參數(shù) v 是字符串常量，則返回值是一個常量。

如果 v 的類型是數(shù)組或指向數(shù)組的指針，且表達式 v 沒有包含 channel 接收或（非常量）函數(shù)調(diào)用，則返回值也是一個常量。這種情況下，不會對 v 進行求值（即編譯期就能確定）。否則返回值不是常量，且會對 v 進行求值（即得運行時確定）。

這一點是這道題的關(guān)鍵。

首先，x.s[99] 的類型是 [32]byte，它是一個數(shù)組，且表達式 x.s[99] 沒有包含 channel 接收也不是函數(shù)調(diào)用，因此不會對  x.s[99] 進行求值，不求值自然不會 panic（想不明白？可以想成沒有解引用操作）。也就是說，編譯器能夠在編譯階段分析出 x.s[99] 的類型是 [32]byte，且不需要對 x.s[99] 求值，因此直接返回數(shù)組的長度，即 32。

03 其他類似情況

類似這樣不求值的情況還有沒有？還真有。比如下面的代碼：

var testdata *struct {
  a *[7]int
}
for i, _ := range testdata.a {
  fmt.Println(i)
}

同樣不會 panic，原理和上面的類似，在 Go 語言規(guī)范有說明^[2]。

"range" 子句中右側(cè)的表達式被稱為 range 表達式 ，它可以是數(shù)組、數(shù)組的指針、切片、字符串、map或是允許接收操作 的 channel。range 表達式會在開始此循環(huán)前被求值一次，但有一個例外：當存在最多一個迭代變量且 len(x) 是常量時，range 表達式是不被求值的。

所以上面代碼中 testdata.a 不會被求值，因為 len(testdata.a) 是常量。

但如果改為這樣：

var testdata *struct {
  a *[7]int
}
for i, j := range testdata.a {
  fmt.Println(i, j)
}

就會 panic。

04 總結(jié)

通過這么一道「詭異」的面試題，希望你能夠?qū)?len 有更深的理解，也希望你能夠重視 Go 語言規(guī)范，多留意一些細節(jié)，同時學會如何尋找問題的答案。

參考資料