在日常的編程過程中，大家應(yīng)該經(jīng)常能遇到各種”空“吧，比如空指針、空結(jié)構(gòu)體、空字符串……代碼中的這些”空“往往是特例，都有特殊的性質(zhì)。

本文就以 Go 語言為例，一起來看看空結(jié)構(gòu)體和空字符串在 Go 語言中的特殊之處。

首先是空結(jié)構(gòu)體。

Go 語言中的空結(jié)構(gòu)體

我們先來運(yùn)行這樣一段代碼。

// https://go.dev/play/p/L2YxOr8k6Qq
package main

type U struct{}
type V struct{}

func main() {
    var i = 10

    var u = U{}
    var v = V{}

    println("i address =", &i)
    println("u address =", &u)
    println("v address =", &v)
}

// 運(yùn)行結(jié)果
// i address = 0xc000046730
// u address = 0xc000046730
// v address = 0xc000046730

i、u、v 這 3 個(gè)變量的內(nèi)存地址竟然完全一樣！

u 和 v 的內(nèi)存地址相同就已經(jīng)有點(diǎn)出乎意料了，畢竟它們的類型不同，一個(gè)是 struct U 的實(shí)例（值），一個(gè)是 struct V 的實(shí)例。但更出乎意料的是，這個(gè)內(nèi)存地址竟然還是變量 i 的地址（如下圖）。

這是因?yàn)?struct U 和 struct V 都是空結(jié)構(gòu)體這種特殊的結(jié)構(gòu)體，而空結(jié)構(gòu)體的實(shí)例，即 struct{}{}，不占用任何存儲(chǔ)空間，圖中自然也就找不到存儲(chǔ)著 struct{}{} 的空間。

不占用存儲(chǔ)空間且內(nèi)存地址相同，這就是空結(jié)構(gòu)體這種“空”的特點(diǎn)。

更有意思的是，既然 u （或 v）的地址就是變量 i 的地址，那通過 u 應(yīng)該也能讀出存儲(chǔ)在 0xc000046730 這個(gè)位置的整數(shù) 10吧。 讓我們來試一試。

println(*(*int)(unsafe.Pointer(&u)))

果然可以！

下面我們?cè)賮砜纯戳硪环N“空”——空字符串。

Go 語言中的空字符串

下面這段代碼會(huì)輸出什么呢？交替出現(xiàn)的 Sora 和空行嗎？

// https://go.dev/play/p/c1ZfChdH0rT
package main

import "fmt"

func main() {
    title := ""
    go func() {
        for {
            fmt.Println(title)
        }
    }()

    for {
        go func() {
            title = ""
        }()

        go func() {
            title = "Sora"
        }()
    }
}

竟然 painc 了，意不意外？

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
[signal SIGSEGV: segmentation violation code=0x1 addr=0x0 pc=0x462cca]

goroutine 18 [running]:
fmt.(*buffer).writeString(...)
    /usr/local/go-faketime/src/fmt/print.go:108
fmt.(*fmt).padString(0x425000000041f01c?, {0x0, 0x4})
    /usr/local/go-faketime/src/fmt/format.go:110 +0x24a
...
fmt.Println(...)
    /usr/local/go-faketime/src/fmt/print.go:314
main.main.func1()
    /tmp/sandbox3517788398/prog.go:9 +0x5a
created by main.main in goroutine 1
    /tmp/sandbox3517788398/prog.go:7 +0x66

下面就來分析一下背后的原因（從本節(jié)的標(biāo)題也能猜出吧，八成和title = ""這里的空字符串有關(guān)）。

首先，由倒數(shù)第 3 行的 /tmp/sandbox3517788398/prog.go:9 +0x5a 可見，導(dǎo)致 panic 的代碼是第 9 行的 fmt.Println(title)。

而 “破案”的線索就在報(bào)錯(cuò)信息的這一行（第 7 行）：

fmt.(*fmt).padString(0x425000000041f01c?, {0x0, 0x4})

接下來我們先找出 fmt.padString() 函數(shù)的定義。

// https://github.com/golang/go/blob/master/src/fmt/format.go#L110

// padString appends s to f.buf, ...
func (f *fmt) padString(s string) {

對(duì)照著定義，可以猜出 {0x0, 0x4} 對(duì)應(yīng)的正是參數(shù) s string。

那再結(jié)合字符串類型 string 在 Go 語言中的定義，

// https://github.com/golang/go/blob/master/src/internal/unsafeheader/unsafeheader.go#L34
type String struct {
    Data unsafe.Pointer
    Len  int
}

不難推測(cè)出，這里相當(dāng)于我們將 String{Data: 0x0, Len: 0x4} 這樣一個(gè)表示字符串的結(jié)構(gòu)體傳遞給了 fmt.padString()。而這是一個(gè)長(zhǎng)度為 4 的空字符串！

這里沒有寫錯(cuò)，就是長(zhǎng)度為 4 的空字符串。

既然長(zhǎng)度為 4，那別管空不空，fmt.Println() 就要通過存在于 Data 中的指針（地址）取出這“4個(gè)字符”——計(jì)算機(jī)就是這么“誠(chéng)實(shí)”。但 Data == 0x0，是空指針，當(dāng)然就空指針 panic 了，即報(bào)錯(cuò)信息中的“invalid memory address or nil pointer dereference”。

“案子”是破了，可“長(zhǎng)度為 4 的空字符串”又是怎么產(chǎn)生的呢？

罪魁禍?zhǔn)拙驮谶@一對(duì)兒協(xié)程上，

    for {
        go func() {
            title = ""
        }()

        go func() {
            title = "Sora"
        }()
    }

看似通過 = 一下子就能把字符串賦給變量 title，但實(shí)際上不得不依次對(duì) Data 和 Len 賦值，比如，

go routine1: title.Data = <空字符串""的地址> = 0x0
go routine1: title.Len  = <空字符串""的長(zhǎng)度> = 0

go routine2: title.Data = <字符串"Sora"的地址>
go routine2: title.Len  = <字符串"Sora"的長(zhǎng)度> = 4

而當(dāng)這一對(duì)兒協(xié)程并發(fā)執(zhí)行時(shí)，以上 2 組“語句”的執(zhí)行順序是不確定的，完全有可能出現(xiàn)以下二者交替執(zhí)行情況：

go routine2: title.Data = <字符串"Sora"的地址>
    go routine1: title.Data = <空字符串""的地址> = 0x0
    go routine1: title.Len  = <空字符串""的長(zhǎng)度> = 0
go routine2: title.Len  = <字符串"Sora"的長(zhǎng)度> = 4

于是導(dǎo)致了{Data: 0x0, Len: 0x4}，即長(zhǎng)度為 4 的空字符串。

painc 的“案子”終于破了。

本文通過兩個(gè)小例子簡(jiǎn)單介紹了 Go 語言中的“空”，諸位也可以測(cè)試測(cè)試其他語言中的“空”有什么特性。

到此這篇關(guān)于簡(jiǎn)單聊聊Go語言中空結(jié)構(gòu)體和空字符串的特殊之處的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go空結(jié)構(gòu)體和空字符串內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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