詳解Go語言中的作用域和變量隱藏
前言
變量隱藏在 Go 中可能會令人困惑,讓我們嘗試弄清楚。
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"log"
)
func main() {
f, err := ioutil.TempFile("", "")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer f.Close()
if _, err := f.Write([]byte("Hello World\n")); err != nil {
log.Fatal(err)
} else {
fmt.Println("All success")
}
}
請注意,我們首先從 TempFile 函數(shù)創(chuàng)建了兩個變量: f 和 err 。然后我們調用 Write 丟棄寫入的字節(jié)數(shù)。我們讓函數(shù)在 if 語句中調用它。讓我們編譯,它工作正常。
$ go run main.go All success
現(xiàn)在,與 if 之外的 Write 調用相同的代碼:
package main
import (
"fmt"
"io/ioutil"
"log"
)
func main() {
f, err := ioutil.TempFile("", "")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer f.Close()
// if _, err := f.Write([]byte("Hello World\n")); err != nil {
// log.Fatal(err)
// } else {
// fmt.Println("All success")
// }
_, err := f.Write([]byte("Hello World\n"))
if err != nil {
log.Fatal(err)
} else {
fmt.Println("All success")
}
}
運行該代碼:
$ go run main.go # command-line-arguments ./main.go:23:9: no new variables on left side of :=
所以發(fā)生了什么事?
請注意,我們使用 := 調用 Write ,這意味著我們創(chuàng)建了一個新變量 err 。在第二個例子中,很明顯, err 已經存在,所以我們不能重新聲明它。
但是為什么它第一次起作用呢?因為在 Go 中,變量是其作用域的本地變量。在第一個示例中,我們實際上在 if 范圍內隱藏了 err 。
例如:
package main
func main() {
var err error
_ = err
var err error
_ = err
}這顯然會失敗,但是,如果我們限定第二個 err ,它會起作用!
package main
func main() {
var err error
_ = err
{
var err error
_ = err
}
}包隱藏
考慮以下代碼:
package main
import "fmt"
func Debugf(fmt string, args ...interface{}) {
fmt.Printf(fmt, args...)
}起初,它看起來不錯。我們從 fmt 包中調用 Printf 并將 fmt 變量傳遞給它。
函數(shù)聲明中的 fmt 字符串實際上隱藏了包,現(xiàn)在“只是”一個變量。編譯器會抱怨:我們需要使用不同的變量名來保存對 fmt 包的訪問。
全局變量
需要考慮的是,一個函數(shù)已經是一個“子作用域”,它是全局作用域內的一個作用域。這意味著您在函數(shù)中聲明的任何變量都可以在全局范圍內隱藏某些內容。
正如我們之前看到的,變量可以映射包,全局變量和函數(shù)的概念是相同的。
類型強制
就像我們可以用變量或函數(shù)來映射一個包一樣,我們也可以用任何類型的新變量來映射一個變量。陰影變量不需要來自同一類型。這個例子編譯得很好:
package main
func main() {
var a string
_ = a
{
var a int
_ = a
}
}閉包
使用嵌入式函數(shù)時,作用域非常重要。函數(shù)中使用且未聲明的任何變量都是對上層范圍的引用。眾所周知的使用 goroutine 的例子:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for _, elem := range []byte{'a', 'b', 'c'} {
go func() {
fmt.Printf("%c\n", elem)
}()
}
time.Sleep(1e9) // Sleeping to give time to the goroutines to be executed.
}運行該代碼:
$ go run main.go c c c
這不是我們真正想要的。這是因為范圍改變了 goroutine 中引用的 elem ,因此在短列表中,它將始終顯示最后一個元素。
為了避免這種情況,有兩種解決方案:
1.將變量傳遞給函數(shù)
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for _, elem := range []byte{'a', 'b', 'c'} {
go func(char byte) {
fmt.Printf("%c\n", char)
}(elem)
}
time.Sleep(1e9)
}運行結果:
$ go run main.go
a
c
b
2.在本地范圍內創(chuàng)建變量的副本
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for _, elem := range []byte{'a', 'b', 'c'} {
char := elem
go func() {
fmt.Printf("%c\n", char)
}()
}
time.Sleep(1e9)
}運行該代碼,可以得到我們想要的結果:

當我們將變量傳遞給函數(shù)時,我們實際上將變量的副本發(fā)送給以字符形式接收它的函數(shù)。因為每個 goroutine 都有自己的副本,所以沒有問題。
當我們復制變量時,我們創(chuàng)建一個新變量并將 elem 的值分配給它。我們在每次迭代中都這樣做,這意味著對于每個步驟,我們都會創(chuàng)建一個新變量, goroutine 會引用該變量。每個 goroutine 都有一個對不同變量的引用,并且它也可以正常工作。
現(xiàn)在,我們知道我們可以隱藏變量,為什么還要更改名稱呢?我們可以簡單地使用相同的名稱,因為它會影響上層范圍:
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for _, elem := range []byte{'a', 'b', 'c'} {
go func(elem byte) {
fmt.Printf("%c\n", elem)
}(elem)
}
time.Sleep(1e9)
}package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for _, elem := range []byte{'a', 'b', 'c'} {
elem := elem
go func() {
fmt.Printf("%c\n", elem)
}()
}
time.Sleep(1e9)
}當我們將變量傳遞給函數(shù)時,會發(fā)生同樣的事情,我們將變量的副本傳遞給函數(shù),該函數(shù)以名稱 elem 和正確的值獲取它。
在這個范圍內,由于變量被遮蔽,我們無法從上層范圍影響元素,所做的任何更改都將僅在此范圍內應用。
當我們復制變量時,和以前一樣:我們創(chuàng)建一個新變量并將 elem 的值分配給它。在這種情況下,新變量恰好與另一個變量具有相同的名稱,但想法保持不變:新變量 + 賦值。當我們在范圍內創(chuàng)建一個具有相同名稱的新變量時,我們有效地隱藏了該變量,同時保持它的值。
:= 的情況
當 := 與多個返回函數(shù)(或類型斷言、通道接收和映射訪問)一起使用時,我們可以在 2 個語句中得到 3 個變量:
package main
func main() {
var iface interface{}
str, ok := iface.(string)
if ok {
println(str)
}
buf, ok := iface.([]byte)
if ok {
println(string(buf))
}
}在這種情況下, ok 不會被遮蔽,它只是被覆蓋。這就是為什么 ok 不能改變類型。但是,在范圍內這樣做會隱藏變量并允許使用不同的類型:
package main
func main() {
var m = map[string]interface{}{}
elem, ok := m["test"]
if ok {
str, ok := elem.(string)
if ok {
println(str)
}
}
}總結
隱藏可能非常有用,但需要牢記以避免意外行為。它當然是基于案例的,它通常有助于提高可讀性和安全性,但也可以減少它。
在 goroutines 的例子中,因為它是一個簡單的例子,它的影子更具可讀性,但在更復雜的情況下,最好使用不同的名稱來確定你正在修改什么。然而,另一方面,尤其是對于錯誤,它是一個非常強大的工具?;氐轿业牡谝粋€例子:
package main
import (
"io/ioutil"
"log"
)
func main() {
f, err := ioutil.TempFile("", "")
if err != nil {
log.Fatal(err)
}
defer f.Close()
if _, err := f.Write([]byte("hello world\n")); err != nil {
err = nil
}
// err is still the one form TempFile
}在這種情況下,在 if 中隱藏 err 可以保證以前的錯誤不會受到影響,而如果使用相同的代碼,我們在 if 中使用 = 而不是 := ,它不會隱藏變量而是覆蓋錯誤的值。參考鏈接
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