Go：語法糖的代價(jià)

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當(dāng)我遇到 Go 的部分看起來不像地道 Go 代碼時(shí)，這通常是有原因的。最近，我注意到 Go 中的接口切片(或抽象數(shù)組)工作方式有點(diǎn)怪異。這種怪異有助于理解在 Go 中使用復(fù)雜類型會(huì)帶來一些成本，而且這些語法糖[1]并不總是沒有代價(jià)的。為深入了解問題出現(xiàn)的原因，我對遇到的行為進(jìn)行拆分，這助于闡明 Go 的一些設(shè)計(jì)原則。

# 舉例說明

我們將編寫一個(gè)小型程序，它定義一個(gè)動(dòng)物列表(例如，dogs)，并調(diào)用一個(gè)函數(shù)，將每個(gè)動(dòng)物的噪聲輸出到控制臺(tái)

animals := []Animal{Dog{}}
PrintNoises(animals)

程序成功通過編譯，并在控制臺(tái)打印出了“ Woof！”。下面就是這個(gè)程序的類似的版本:

dogs := []Dog{Dog{}}
PrintNoises(dogs)

程序無法編譯，并將以下錯(cuò)誤打印到控制臺(tái)，而不是輸出 "Woof!"

cannot use dogs (type []Dog) as type []Animal in argument to PrintNoises

如果你熟悉 Go，你可能會(huì)認(rèn)為應(yīng)該檢查一下 Dog 實(shí)現(xiàn)了 Animal，對吧? 如果是實(shí)現(xiàn)錯(cuò)誤，它的輸出應(yīng)該類似于

cannot use dogs (type []Dog) as type []Animal in argument to PrintNoises: []Dog does not implement []Animal (missing Noise method)

為什么第一個(gè)程序可以用 Dog 作為 Animal 來編譯和運(yùn)行，而第二個(gè)程序卻不能，即使它們看起來都是地道的和正確的

下面是本例中用作參考的其余代碼。你可以通過編譯它，來了解上述用法的內(nèi)部原理

type Animal interface {
  Noise() string
}

type Dog struct{}

func (Dog) Noise() string {
  return "Woof!"
}

func PrintNoises(as []Animal) {
  for _, a := range as {
    fmt.Println(a.Noise())
  }
}

# 進(jìn)一步簡化問題

讓我們試著用一種更簡單的方法來復(fù)現(xiàn)這個(gè)問題，以便更好地理解它。靜態(tài)類型檢查是一種有用的 Go pattern，用于斷言類型是否實(shí)現(xiàn)了接口。讓我們先檢查一下 Dog 是否實(shí)現(xiàn)了 Animal

var _ Animal = Dog{}

上面代碼編譯成功。那我們接下來就檢查程序中用到的 slices

var _ []Animal = []Dog{}

上面代碼沒有編譯成功，編譯器報(bào)錯(cuò):

cannot use []Dog literal (type []Dog) as type []Animal in assignment

現(xiàn)在，我們已經(jīng)復(fù)現(xiàn)了一個(gè)與例子類似(但不是完全相同)的錯(cuò)誤。利用這些不同的線索，我做了一些研究來找出如何解決這個(gè)問題，以及為什么會(huì)發(fā)生這樣的事情

# 尋找解決方案

在做了一些研究之后，我發(fā)現(xiàn)了兩件事:一個(gè)是解決方案，另一個(gè)是背后的原理。我們從修正程序開始，因?yàn)樗兄谡f明基本原理

下面是最初未能編譯的代碼的一個(gè)修復(fù):

dogs := []Dog{Dog{}}
// 新邏輯: 把 dogs 的切片轉(zhuǎn)換成 animals 的切片
animals := []Animal{}
for _, d := range dogs {
  animals = append(animals, Animal(d))
}
PrintNoises(animals)

通過將 Dog 的切片轉(zhuǎn)換為 Animal 的切片，現(xiàn)在可以將其傳入 Printnoise 函數(shù)并成功運(yùn)行。當(dāng)然，這看起來有點(diǎn)傻，因?yàn)樗旧鲜且呀?jīng)運(yùn)行的第一個(gè)程序的冗長版本。然而，在一個(gè)更大的項(xiàng)目中，這一點(diǎn)可能并那么明顯。修復(fù)的代價(jià)是多了四行代碼。這四行代碼似乎是多余，直到你開始考慮作為開發(fā)人員必須修復(fù)它的原因

# 尋找原理

現(xiàn)在你知道如何修復(fù)它，我們來探究它背后的原理。我找到了不錯(cuò)的解析：go 不支持切片中協(xié)變[2]（譯者注: 協(xié)變[3]: 原文單詞為 covariance, 是指在計(jì)算機(jī)科學(xué)中，描述具有父/子型別關(guān)系的多個(gè)型別通過型別構(gòu)造器、構(gòu)造出的多個(gè)復(fù)雜型別之間是否有父/子型別關(guān)系的用語)

換句話說，Go 不會(huì)執(zhí)行導(dǎo)致 O(N) 線性操作的類型轉(zhuǎn)換(如切片的情況)，而是將責(zé)任委托給開發(fā)人員。也就是說，執(zhí)行這種類型的轉(zhuǎn)換是有成本的。不過，Go 并不是每次都這樣做。例如，當(dāng)將字符串轉(zhuǎn)換為 []byte 節(jié)時(shí)，Go 將免費(fèi)為您執(zhí)行這種線性轉(zhuǎn)換，這可能是因?yàn)檫@種轉(zhuǎn)換通常很方便。這只是語言中語法糖的眾多例子之一。對于切片(和其他非基本類型)，Go 選擇不為您承擔(dān)執(zhí)行此操作的額外成本

這是有道理的——在我使用 Go 的 3 年里，這是我第一次遇到這種情況。這可能是因?yàn)?Go 在語法中灌輸了“simpler is better”的思想

# 結(jié)論

一門語言的作者通常會(huì)在語法糖方面做出權(quán)衡，有時(shí)他們會(huì)添加功能，即便這會(huì)使語言變得更加臃腫，有時(shí)他們會(huì)將成本轉(zhuǎn)嫁給開發(fā)人員。我認(rèn)為，不隱式地執(zhí)行高開銷的操作的決定在保持 Go 語言地道、整潔、可控上有積極的影響。

上面的例子只是這個(gè)道理的一個(gè)應(yīng)用。這個(gè)例子表明，熟悉一種語言的習(xí)慣用法有副作用。對設(shè)計(jì)決策保持深思熟慮總是一個(gè)好主意，而不是期望語言或編譯器能幫到你。

我鼓勵(lì)您在 Go 中尋找更多存在權(quán)衡語法的地方。它能幫助你更好地理解這門語言。我亦如此。

# 引用

以下是本文的引用:

• GitHub Gist of the above example[4]

• Go 語言官網(wǎng)[5]

• Thread on covariance in Go[6]

• Big-O notation[7]

• Syntactic sugar[8]

via: https://medium.com/@asilvr/the-cost-of-syntactic-sugar-in-go-5aa9dc307fe0

作者：Katy Slemon[9]譯者：Alex1996a[10]校對：lxbwolf[11]

 參考資料

[1]

語法糖: https://en.wikipedia.org/wiki/Syntactic_sugar