正文

不變性的概念非常簡單，在您創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體后，就永遠(yuǎn)無法修改它。這個概念聽起來非常簡單，但您的程序想利用它從中收益并不是那么容易。接下來我們在 Go 中，使用不變性概念，來讓您的代碼更具有可讀性和穩(wěn)定性。

減少對全局或外部狀態(tài)的依賴

當(dāng)我們使用相同的參數(shù)，執(zhí)行相同的函數(shù)兩次，我們的預(yù)期，應(yīng)該得到相同的結(jié)果。但是當(dāng)我們的函數(shù)中依賴外部狀態(tài)或全局變量時，函數(shù)可能會輸出不同的結(jié)果。我們最好避免這種情況。

函數(shù)的參數(shù)總是給定的，那我們調(diào)用，總是可以返回相同的函數(shù)。如果您有一個共享全局變量用于函數(shù)內(nèi)部的某些內(nèi)容，請考慮將該變量作為參數(shù)傳遞，而不是直接函數(shù)內(nèi)部使用它。

這可以讓您的函數(shù)返回值更加可預(yù)測，并且更加易于測試，整個代碼的可讀性也會得到提高，因?yàn)檎{(diào)用者會知道，哪些值會影響函數(shù)的行為，參數(shù)的作用不就是會影響返回值的嗎？

讓我們看一個例子。

package main
import (
   "fmt"
   "math/rand"
   "time"
)
var randNum int
func main() {
   s1 := rand.NewSource(time.Now().UnixNano())
   r1 := rand.New(s1)
   randNum = r1.Intn(100)
   fmt.Println(Add(1, 1))
}
func Add(a, b int) int {
   return a + b + randNum
}

Add 函數(shù)中使用了全局變量 randNum 作為計(jì)算的一部分，從函數(shù)簽名中并沒有體現(xiàn)這一點(diǎn)。更好的方法是，全局變量 randNum 應(yīng)該作為參數(shù)傳遞，如下所示。

func Add(a, b, randNum int) int {
   return a + b + randNum
}

這樣更具有可預(yù)測性，而且我們?nèi)绻枰薷娜雲(yún)ⅲ绊懙淖饔糜蛞矁H在 Add 函數(shù)中。

僅導(dǎo)出結(jié)構(gòu)體的函數(shù)，而不是成員變量

我們知道，Go 結(jié)構(gòu)體中的成員變量，如果首字母為大寫，那么該成員變量對外可見（這是編譯器決定的）。回到我們的博客，僅導(dǎo)出結(jié)構(gòu)體函數(shù)，而不是成員變量，目的是希望成員變量的數(shù)據(jù)被保護(hù)，保證成員變量的有效的狀態(tài)！因?yàn)檫@可以讓您的代碼更加可靠，您不必維護(hù)每個修改該成員變量的操作，因?yàn)檫@些操作都將無效。

舉一個例子

ackage main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) SetBullet(bullet int) {
	a.bullet = bullet
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47.SetBullet(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

我們定義了一個結(jié)構(gòu)體 AK47，這把槍有一個成員變量 bullet 子彈數(shù)，它是非導(dǎo)出字段，我們還定義了一個構(gòu)造函數(shù) NewAK47 和一個 GetBullet 函數(shù)。

一旦創(chuàng)建了 AK47，就無法更改它的成員變量 bullet 了。此時您可能會有疑惑，如果我們需要修改成員變量呢？別急，您可以試試下面的方法。

在函數(shù)中使用復(fù)制值，而不是使用指針

在上一個副標(biāo)題中，我們提到了一個概念，在創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體后永遠(yuǎn)不要更改它。然而在實(shí)際中，我們經(jīng)常需要修改結(jié)構(gòu)體中的成員變量。

我們在使用不變性的同時，仍然可以維護(hù)實(shí)例化結(jié)構(gòu)體的多個狀態(tài)，這并不意味著我們打破了結(jié)構(gòu)體創(chuàng)建后不要更改它，我們更改的是它的副本，也就是復(fù)制后的結(jié)構(gòu)體。復(fù)制后的結(jié)構(gòu)體？難道我們需要去實(shí)現(xiàn)很多復(fù)制結(jié)構(gòu)體每個字段的函數(shù)嗎？

當(dāng)然不，我們可以利用 Go 的特性，在調(diào)用函數(shù)時，入?yún)⑹菑?fù)制值的行為。對于需要修改結(jié)構(gòu)體中成員變量的操作，我們可以創(chuàng)建一個函數(shù)，該函數(shù)接收結(jié)構(gòu)體為參數(shù)，并且返回一個修改后的結(jié)構(gòu)體副本。

我們可以在不改變調(diào)用方結(jié)構(gòu)體的情況下，修改該副本的任何內(nèi)容，這意味著對于原結(jié)構(gòu)體沒有任何副作用，并且該結(jié)構(gòu)體的值仍然是可預(yù)測的。

不知道您有沒有用過 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫的 Slice 切片，其中的 append 函數(shù)就使用了這個方法。讓我們接著用 AK47 來實(shí)現(xiàn)這個方法

代碼如下

package main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) AddBullet(ak47 AK47) AK47 {
	newAK47 := NewAK47(a.GetBullet() + ak47.GetBullet())
	return newAK47
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	add := NewAK47(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47 = ak47.AddBullet(add)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

如您所見，我們通過 AddBullet 函數(shù)增加槍的子彈，但實(shí)際上并沒有更改傳入的結(jié)構(gòu)體中的任何成員變量。最后，返回了一個帶有更新字段的新 AK47 結(jié)構(gòu)體。

與復(fù)制值相比，指針更有優(yōu)勢，尤其是當(dāng)您的結(jié)構(gòu)體成員變量、內(nèi)容非常大時時，這種方法，通過復(fù)制的方式修改數(shù)據(jù)，可能會導(dǎo)致性能問題。您應(yīng)該問自己，這么做是否值得，例如您正在編寫并發(fā)代碼？

總結(jié)

您在使用不變量時，請務(wù)必先權(quán)衡利弊。實(shí)現(xiàn)本篇博客中所描述的方法，需要大量的代碼。但是，如果我們在編寫并發(fā)代碼時，不考慮共享變量的不可變性，往往會出現(xiàn)與預(yù)期不符的情況，例如內(nèi)存競態(tài)問題？其實(shí)我想說的就是線程安全問題 : - ）

實(shí)現(xiàn)不變性，也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的性能問題！這是一把雙刃劍。請不要過早的優(yōu)化代碼。

以上就是Go通過不變性優(yōu)化程序詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go 程序不變性的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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