我终于识破了这个 Go 编译器把戏

浅浅的花香味﹌ 2022-09-10 07:26 147阅读 0赞

在 Go 语言的日常编码工作中，有一个非常普遍但诡异的编译错误，曾让我十分困惑。这个问题我相信不少 Gopher 都遇到过，不妨来看一下。

## 背景回顾 ##

我们定义一个带有 `WriteGoCode()` 方法的 `Gopher` 接口，同时定义了 `person` 结构体，它存在 `WriteGoCode()` 方法。

type Gopher interface {
     WriteGoCode()
    }
    
    type person struct {
     name string
    }
    
    func (p person) WriteGoCode() {
     fmt.Printf("I am %s, i am writing go code!\n", p.name)
    }

在 Go 语言中，只要某对象拥有接口的所有方法，那该对象即实现了该接口。`p` 是 `person` 结构体的实例化对象， `Coding()` 函数的入参是 `Gopher` 接口， `person` 对象实现了 `Gopher` 接口，因此 `p` 入参成功被运行。

func Coding(g Gopher) {
     g.WriteGoCode()
    }
    
    func main() {
     p := person{name: "小菜刀"}
     Coding(p)
    }
    
    // output:
    I am 小菜刀, i am writing go code!

此时，我们将 `Coding()` 函数的入参改为 `[]Gopher` 类型，入参为 `[]person` 。

func Coding(gs []Gopher) {
     for _, g := range gs {
      g.WriteGoCode()
     }
    }
    
    func main() {
     p := []person{
      {name: "小菜刀1号"},
      {name: "小菜刀2号"},
     }
     Coding(p)
    }

但是，这个时候，编译却不能通过！

./main.go:29:8: cannot use p (type []person) as type []Gopher in argument to Coding

明明 `person` 类型实现了 `Gopher` 接口，且当函数入参为 `Gopher` 类型时，能够顺利被执行，但参数变为 `[]Gopher` 时，却过不了编译，这是为什么？

## 语法通用规则 ##

这个问题在 stackoverflow 上被热议，详情见文末参考链接1。

在 Go 中，有一个通用规则，即语法不应隐藏复杂/昂贵的操作。转换一个 `string` 到 `interface{}` 它的时间复杂度是 `O(1)`，转换 `[]string` 到 `interface{}` 同样也是一个 `O(1)` 操作，因为它还是一个单一值的转换。

如果要将 `[]string` 转换为 `[]interface{}`，它是 `O(N)` 操作。因为切片的每个元素都必须转换为 `interface{}`，这违背了 Go 的语法原则。

这个回答，你们同意吗？

当然，此规则存在一个例外：转换字符串。在将 `string` 转换为 `[]byte` 或 `[]rune` 时，即使需要 `O(n)` 操作，但 Go 会允许执行。

## InterfaceSlice 问题 ##

Ian Lance Taylor（Go 核心开发者） 在 Go 官方仓库中也回答了这个问题，详情见文末参考链接2。他给出了这样做的两个主要原因。

*  原因一：类型为 `[]interface{}` 的变量不是 interface！它仅仅是一个元素类型恰好为 `interface{}` 的切片。
 *  原因二：`[]interface{}` 变量有特定大小的内存布局，在编译期可知。这与 `[]MyType` 是不同的。

每个 `interface{}` （运行时通过 `runtime.eface` 表示）占两个字长（一个字代表所包含内容的类型 `_type`，另外一个字表示所包含的数据 `data` 或者指向它的指针 ）

![9a8a6c3a199bd07f63741d97119fc88b.png][]

因此，类型为 `[]interface{}` 的长度为 N 的变量，它是由 N\*2 个字长的数据块支持。而这与类型为 `[]MyType` 的长度为 N 的变量的数据块大小是不同的，因为后者的数据块是 N\*sizeof(MyType) 字长。

数据块的不同，造成的结果是编译器无法快速地将 \[\]MyType 类型的内容分配给 \[\]interface\{\} 类型的内容。

同理，`[]Gopher` 变量也是特定大小的内存布局（运行时通过 `runtime.iface` 表示）。这同样不能快速地将 `[]MyType` 类型的内容分配给 `[]Gopher` 类型。

![6cd1a1d2c922cc8c9192cdae8d8d845b.png][]

因此，Ian Lance Taylor 回答闭环了 Go 的语法通用规则：Go 语法不应隐藏复杂/昂贵的操作，编译器会拒绝它们。

## 代码解决方案 ##

再次将文章开头的例子附上，如果我们需要 `[] person` 类型的 `p` 能够成功入参 `Coding()` 函数，应该如何做呢。

代码方案如下，核心是需要一个 `[]Gopher` 类型的转换变量。

func main() {
     p := []person{
      {name: "小菜刀1号"},
      {name: "小菜刀2号"},
     }
     var interfaceSlice []Gopher = make([]Gopher, len(p))
     for i, g := range p {
      interfaceSlice[i] = g
     }
     Coding(interfaceSlice)
    }
    
    // output:
    I am 小菜刀1号, i am writing go code!
    I am 小菜刀2号, i am writing go code!

## 总结 ##

由于 `[]MyType` 到 `[]interface{}` 的转换，是昂贵的操作，Go 编译器不会允许这种情况通过编译，故而将这种开销的责任传递给开发者。

Go 是一门编译速度很快的语言，得益于它语法设计中贯彻着 “simpler is better” 的理念，这可不是说说而已。

##### 参考链接 #####

【1. Type converting slices of interfaces】

*https://stackoverflow.com/questions/12753805/type-converting-slices-of-interfaces/12754757\#12754757*

【2. InterfaceSlice】

*https://github.com/golang/go/wiki/InterfaceSlice*

**往期推荐**

*  [Go 如何利用 Linux 内核的负载均衡能力][Go _ Linux]  
    
 *  [Gopher一定要会的代码自动化检查][Gopher]  
    
 *  [你有考虑过defer Close() 的风险吗][defer Close_]
 *  [errgroup：并发任务 goroutine 的传播控制][errgroup_ goroutine]

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[6cd1a1d2c922cc8c9192cdae8d8d845b.png]: /images/20220829/e278a0ccea94435792d22e947f8436f9.png
[Go _ Linux]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkyMzIyNjIxMQ%3D%3D&chksm=c1e91ccbf69e95dd4e212e6c880c9b4e065514dcfc0a99ba8de3f45897b96e9eed4c2a1564b7&idx=1&mid=2247484871&scene=21&sn=fa95838c113dbb7da8ffb9929dab97e9#wechat_redirect
[Gopher]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkyMzIyNjIxMQ%3D%3D&chksm=c1e91c1af69e950c885175511c6b088021f359b3df60d68ea088307718a89de9d82be642bcf3&idx=1&mid=2247484694&scene=21&sn=1a3eaf297785956e1ec9922fac131163#wechat_redirect
[defer Close_]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkyMzIyNjIxMQ%3D%3D&chksm=c1e91c04f69e9512628968de16dd081582fea5aae45b17f0facdc33322c9d447d9c09529f36c&idx=1&mid=2247484680&scene=21&sn=5df7d6a7b410fcdec01982470ca2158d#wechat_redirect
[errgroup_ goroutine]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzkyMzIyNjIxMQ%3D%3D&chksm=c1e91c3ff69e9529b559ca7f0a0fa045ad2e59500ff64b6586ced60f01761210fad66ea63228&idx=1&mid=2247484723&scene=21&sn=7eb4a169ea4ee72b3e7ac07381ce88d6#wechat_redirect
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