golang 面试题(十三)interface内部结构和nil详解
1.以下代码打印出来什么内容,说出为什么。
package mainimport ("fmt"
)type People interface {Show()
}type Student struct{}func (stu *Student) Show() {}func live() People {var stu *Studentreturn stu
}func main() {if live() == nil {fmt.Println("AAAAAAA")} else {fmt.Println("BBBBBBB")}
}
考点:interface内部结构
解答:
很经典的题! 这个考点是很多人忽略的interface内部结构。 go中的接口分为两种一种是空的接口类似这样:
var in interface{}
另一种如题目:
type People interface {Show()
}
他们的底层结构如下:
type eface struct { //空接口_type *_type //类型信息data unsafe.Pointer //指向数据的指针(go语言中特殊的指针类型unsafe.Pointer类似于c语言中的void*)
}
type iface struct { //带有方法的接口tab *itab //存储type信息还有结构实现方法的集合data unsafe.Pointer //指向数据的指针(go语言中特殊的指针类型unsafe.Pointer类似于c语言中的void*)
}
type _type struct {size uintptr //类型大小ptrdata uintptr //前缀持有所有指针的内存大小hash uint32 //数据hash值tflag tflagalign uint8 //对齐fieldalign uint8 //嵌入结构体时的对齐kind uint8 //kind 有些枚举值kind等于0是无效的alg *typeAlg //函数指针数组,类型实现的所有方法gcdata *bytestr nameOffptrToThis typeOff
}
type itab struct {inter *interfacetype //接口类型_type *_type //结构类型link *itabbad int32inhash int32fun [1]uintptr //可变大小 方法集合
}
可以看出iface比eface 中间多了一层itab结构。 itab 存储_type信息和[]fun方法集,从上面的结构我们就可得出,因为data指向了nil 并不代表interface 是nil, 所以返回值并不为空,这里的fun(方法集)定义了接口的接收规则,在编译的过程中需要验证是否实现接口 结果:
BBBBBBB
@转载,https://my.oschina.net/qiangmzsx/blog/1478739?p=1
看了这篇文章,反射的规则,详细介绍了interface。
其中有一段:
接口类型的变量存储了两个内容:赋值给变量实际的值和这个值的类型描述。更准确的说,值是底层实现了接口的实际数据项目,而类型描述了这个项目完整的类型。
另外,该文章中对 reflect 包进行了详细的介绍。
所以判空的时候判断值就可以了,问题中的代码可以改成。
package mainimport ("fmt""reflect"
)type People interface {Show()
}type Student struct{}func (stu *Student) Show() {}func live() People {var stu *Studentreturn stu
}func main() {if reflect.ValueOf(live()).IsNil() {fmt.Println("AAAAAAA")} else {fmt.Println("BBBBBBB")}
}
输出结果:
AAAAAAA
2.Golang 关于 nil 的认识。
1. 什么是 nil ?
大家都清楚,当你声明了一个变量 但却还并木优赋值时,golang中会自动给你的变量类型给一个对应的默认零值。这是每种类型对应的零值:
bool -> false
numbers -> 0
string -> "" pointers -> nil
slices -> nil
maps -> nil
channels -> nil
functions -> nil
interfaces -> nil
再来一个strcut :
type Person struct {Age intName stringFriends []Person
}var p Person // Person{0, "", nil}
变量p只声明但没有赋值,所以p的所有字段都有对应的零值。
1. Go的文档中说到,nil是预定义的标识符,代表指针、通道、函数、接口、映射或切片的零值,并不是GO 的关键字之一
2. nil只能赋值给指针、channel、func、interface、map或slice类型的变量 (非基础类型) 否则会引发 panic
2. 那么 nil 有何用?
pointers
var p *int
p == nil // true
*p // panic: invalid memory address or nil pointer dereference
指针表示指向内存的地址,如果对为nil的指针进行解引用的话就会导致panic。
interface 与 nil (重点讲解)
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。
在底层,interface作为两个成员来实现,一个类型和一个值
看这里有官方明确说明:http://golang.org/doc/go_faq.html#nil_error
在底层,interface作为两个成员实现:一个类型和一个值。该值被称为接口的动态值, 它是一个任意的具体值,而该接口的类型则为该值的类型。对于 int 值3, 一个接口值示意性地包含(int, 3)。
只有在内部值和类型都未设置时(nil, nil),一个接口的值才为 nil。特别是,一个 nil 接口将总是拥有一个 nil 类型。若我们在一个接口值中存储一个 *int 类型的指针,则内部类型将为 int,无论该指针的值是什么:(int, nil)。 因此,这样的接口值会是非 nil 的,即使在该指针的内部为 nil。
来看看interface倒底是什么。会用到反射,关于反射的文章你可以自己下来学习,也可参考这篇文章
反射文章讲解
interface三大特性
package mainimport ("fmt""reflect"
)func main() {var val interface{} = int64(58)fmt.Println(reflect.TypeOf(val)) // int64val = 50fmt.Println(reflect.TypeOf(val)) // int
}
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)。
请看下面的代码:
package mainimport ("fmt""reflect"
)type MyError struct {Name string
}func (e *MyError) Error() string {return "a"
}func main() {// nil只能赋值给指针、channel、func、interface、map或slice类型的变量 (非基础类型) 否则会引发 panicvar a *MyError // 这里不是 interface 类型 => 而是 一个值为 nil 的指针变量 afmt.Printf("%+v\n", reflect.TypeOf(a)) // *main.MyErrorfmt.Printf("%#v\n", reflect.ValueOf(a)) // a => (*main.MyError)(nil)fmt.Printf("%p %#v\n", &a, a) // 0xc42000c028 (*main.MyError)(nil)i := reflect.ValueOf(a)fmt.Println(i.IsNil()) // trueif a == nil {fmt.Println("a == nil") // a == nil} else {fmt.Println("a != nil")}fmt.Println("a Error():", a.Error()) //a 为什么 a 为 nil 也能调用方法?(指针类型的值为nil 也可以调用方法!但不能进行赋值操作!如下:)// a.Name = "1" // panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereferencevar b error = a// 为什么 a 为 nil 给了 b 而 b != nil ??? => error 是 interface 类型,type = *a.MyError data = nilfmt.Printf("%+v\n", reflect.TypeOf(b)) // type => *main.MyErrorfmt.Printf("%+v\n", reflect.ValueOf(b)) // data => a == nilif b == nil {fmt.Println("b == nil")} else {fmt.Println("b != nil")}fmt.Println("b Error():", b.Error()) // a}
1. 首先 a 是个变量指针,(注意这里 a 并不是interface)该变量指针只是声明,但并没有指向任何地址,所以 a == nil
2. 指针类型的值为 nil ,也能调用方法,但不能进行赋值操作,否则就会引起 panic
3. var b error = a, 这时这里的b 是一个interface, 即应该要满足 上面提到的 interface 与 nil 的关系,即 只有当它的 type 和 data 都为 nil 时才 = nil! (b 是有类型的 为 *main.MyError) 所以最后会有 b != nil
3. 来看一个 error 的例子吧
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") // e is not nil}
}
分析:
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 mainimport ("fmt""unsafe"
)type data struct{}func (*data) Error() string { return "" }func test() error {var p *data = nil // (*data, nil)return p
}type aa struct {itab uintptrdata uintptr
}func main() {var e error = test()d := (*aa)(unsafe.Pointer(&e))dd := (*struct {itab uintptrdata uintptr})(unsafe.Pointer(&e))fmt.Println(d) // &{17636960 0}fmt.Printf("%+v\n", d) // &{itab:17644608 data:0}fmt.Printf("%#v\n", d) // &main.aa{itab:0x10d3e00, data:0x0}fmt.Printf("%#v\n", dd) // &struct { itab uintptr; data uintptr }{itab:0x10d3ca0, data:0x0}
}
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 // 直接抛 nil
} func main() { var e error = test() if e == nil { fmt.Println("e is nil") } else { fmt.Println("e is not nil") }
}
@转载,https://www.jianshu.com/p/a6987f84a5cf
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