在上一篇文章,我们一直都在围绕着可重名变量,也就是不同代码块中的重名变量,进行了讨论。
还记得吗?最后我强调,如果可重名变量的类型不同,那么就需要引起我们的特别关注了,它们之间可能会存在“屏蔽”的现象。
必要时,我们需要严格地检查它们的类型,但是怎样检查呢?咱们现在就说。
我今天的问题是:怎样判断一个变量的类型?
我们依然以在上一篇文章中展示过的demo11.go为基础。
package main
import "fmt"
var container = []string{"zero", "one", "two"}
func main() {
container := map[int]string{0: "zero", 1: "one", 2: "two"}
fmt.Printf("The element is %q.\n", container[1])
}
那么,怎样在打印其中元素之前,正确判断变量container
的类型?
答案是使用“类型断言”表达式。具体怎么写呢?
value, ok := interface{}(container).([]string)
这里有一条赋值语句。在赋值符号的右边,是一个类型断言表达式。
它包括了用来把container
变量的值转换为空接口值的interface{}(container)
。
以及一个用于判断前者的类型是否为切片类型 []string
的 .([]string)
。
这个表达式的结果可以被赋给两个变量,在这里由value
和ok
代表。变量ok
是布尔(bool)类型的,它将代表类型判断的结果,true
或false
。
如果是true
,那么被判断的值将会被自动转换为[]string
类型的值,并赋给变量value
,否则value
将被赋予nil
(即“空”)。
顺便提一下,这里的ok
也可以没有。也就是说,类型断言表达式的结果,可以只被赋给一个变量,在这里是value
。
但是这样的话,当判断为否时就会引发异常。
这种异常在Go语言中被叫做panic
,我把它翻译为运行时恐慌。因为它是一种在Go程序运行期间才会被抛出的异常,而“恐慌”二字是英文Panic的中文直译。
除非显式地“恢复”这种“恐慌”,否则它会使Go程序崩溃并停止。所以,在一般情况下,我们还是应该使用带ok
变量的写法。
正式说明一下,类型断言表达式的语法形式是x.(T)
。其中的x
代表要被判断类型的值。这个值当下的类型必须是接口类型的,不过具体是哪个接口类型其实是无所谓的。
所以,当这里的container
变量类型不是任何的接口类型时,我们就需要先把它转成某个接口类型的值。
如果container
是某个接口类型的,那么这个类型断言表达式就可以是container.([]string)
。这样看是不是清晰一些了?
在Go语言中,interface{}
代表空接口,任何类型都是它的实现类型。我在下个模块,会再讲接口及其实现类型的问题。现在你只要知道,任何类型的值都可以很方便地被转换成空接口的值就行了。
这里的具体语法是interface{}(x)
,例如前面展示的interface{}(container)
。
你可能会对这里的{}
产生疑惑,为什么在关键字interface
的右边还要加上这个东西?
请记住,一对不包裹任何东西的花括号,除了可以代表空的代码块之外,还可以用于表示不包含任何内容的数据结构(或者说数据类型)。
比如你今后肯定会遇到的struct{}
,它就代表了不包含任何字段和方法的、空的结构体类型。
而空接口interface{}
则代表了不包含任何方法定义的、空的接口类型。
当然了,对于一些集合类的数据类型来说,{}
还可以用来表示其值不包含任何元素,比如空的切片值[]string{}
,以及空的字典值map[int]string{}
。
(类型断言表达式)
我们再向答案的最右边看。圆括号中[]string
是一个类型字面量。所谓类型字面量,就是用来表示数据类型本身的若干个字符。
比如,string
是表示字符串类型的字面量,uint8
是表示8位无符号整数类型的字面量。
再复杂一些的就是我们刚才提到的[]string
,用来表示元素类型为string
的切片类型,以及map[int]string
,用来表示键类型为int
、值类型为string
的字典类型。
还有更复杂的结构体类型字面量、接口类型字面量,等等。这些描述起来占用篇幅较多,我在后面再说吧。
针对当前的这个问题,我写了demo12.go。它是demo11.go的修改版。我在其中分别使用了两种方式来实施类型断言,一种用的是我上面讲到的方式,另一种用的是我们还没讨论过的switch
语句,先供你参考。
可以看到,当前问题的答案可以只有一行代码。你可能会想,这一行代码解释起来也太复杂了吧?
千万不要为此烦恼,这其中很大一部分都是一些基本语法和概念,你只要记住它们就好了。但这也正是我要告诉你的,一小段代码可以隐藏很多细节。面试官可以由此延伸到几个方向继续提问。这有点儿像泼墨,可以迅速由点及面。
问题1. 你认为类型转换规则中有哪些值得注意的地方?
类型转换表达式的基本写法我已经在前面展示过了。它的语法形式是T(x)
。
其中的x
可以是一个变量,也可以是一个代表值的字面量(比如1.23
和struct{}{}
),还可以是一个表达式。
注意,如果是表达式,那么该表达式的结果只能是一个值,而不能是多个值。在这个上下文中,x
可以被叫做源值,它的类型就是源类型,而那个T
代表的类型就是目标类型。
如果从源类型到目标类型的转换是不合法的,那么就会引发一个编译错误。那怎样才算合法?具体的规则可参见Go语言规范中的转换部分。
我们在这里要关心的,并不是那些Go语言编译器可以检测出的问题。恰恰相反,那些在编程语言层面很难检测的东西才是我们应该关注的。
很多初学者所说的陷阱(或者说坑),大都源于他们需要了解但却不了解的那些知识和技巧。因此,在这些规则中,我想抛出三个我认为很常用并且非常值得注意的知识点,提前帮你标出一些“陷阱”。
首先,对于整数类型值、整数常量之间的类型转换,原则上只要源值在目标类型的可表示范围内就是合法的。
比如,之所以uint8(255)
可以把无类型的常量255
转换为uint8
类型的值,是因为255
在[0, 255]的范围内。
但需要特别注意的是,源整数类型的可表示范围较大,而目标类型的可表示范围较小的情况,比如把值的类型从int16
转换为int8
。请看下面这段代码:
var srcInt = int16(-255)
dstInt := int8(srcInt)
变量srcInt
的值是int16
类型的-255
,而变量dstInt
的值是由前者转换而来的,类型是int8
。int16
类型的可表示范围可比int8
类型大了不少。问题是,dstInt
的值是多少?
首先你要知道,整数在Go语言以及计算机中都是以补码的形式存储的。这主要是为了简化计算机对整数的运算过程。(负数的)补码其实就是原码各位求反再加1。
比如,int16
类型的值-255
的补码是1111111100000001
。如果我们把该值转换为int8
类型的值,那么Go语言会把在较高位置(或者说最左边位置)上的8位二进制数直接截掉,从而得到00000001
。
又由于其最左边一位是0
,表示它是个正整数,以及正整数的补码就等于其原码,所以dstInt
的值就是1
。
一定要记住,当整数值的类型的有效范围由宽变窄时,只需在补码形式下截掉一定数量的高位二进制数即可。
类似的快刀斩乱麻规则还有:当把一个浮点数类型的值转换为整数类型值时,前者的小数部分会被全部截掉。
第二,虽然直接把一个整数值转换为一个string
类型的值是可行的,但值得关注的是,被转换的整数值应该可以代表一个有效的Unicode代码点,否则转换的结果将会是"�"
(仅由高亮的问号组成的字符串值)。
字符'�'
的Unicode代码点是U+FFFD
。它是Unicode标准中定义的Replacement Character,专用于替换那些未知的、不被认可的以及无法展示的字符。
我肯定不会去问“哪个整数值转换后会得到哪个字符串”,这太变态了!但是我会写下:
string(-1)
并询问会得到什么?这可是完全不同的问题啊。由于-1
肯定无法代表一个有效的Unicode代码点,所以得到的总会是"�"
。在实际工作中,我们在排查问题时可能会遇到�
,你需要知道这可能是由于什么引起的。
第三个知识点是关于string
类型与各种切片类型之间的互转的。
你先要理解的是,一个值在从string
类型向[]byte
类型转换时代表着以UTF-8编码的字符串会被拆分成零散、独立的字节。
除了与ASCII编码兼容的那部分字符集,以UTF-8编码的某个单一字节是无法代表一个字符的。
string([]byte{'\xe4', '\xbd', '\xa0', '\xe5', '\xa5', '\xbd'}) // 你好
比如,UTF-8编码的三个字节\xe4
、\xbd
和\xa0
合在一起才能代表字符'你'
,而\xe5
、\xa5
和\xbd
合在一起才能代表字符'好'
。
其次,一个值在从string
类型向[]rune
类型转换时代表着字符串会被拆分成一个个Unicode字符。
string([]rune{'\u4F60', '\u597D'}) // 你好
当你真正理解了Unicode标准及其字符集和编码方案之后,上面这些内容就会显得很容易了。什么是Unicode标准?我会首先推荐你去它的官方网站一探究竟。
问题2. 什么是别名类型?什么是潜在类型?
我们可以用关键字type
声明自定义的各种类型。当然了,这些类型必须在Go语言基本类型和高级类型的范畴之内。在它们当中,有一种被叫做“别名类型”的类型。我们可以像下面这样声明它:
type MyString = string
这条声明语句表示,MyString
是string
类型的别名类型。顾名思义,别名类型与其源类型的区别恐怕只是在名称上,它们是完全相同的。
源类型与别名类型是一对概念,是两个对立的称呼。别名类型主要是为了代码重构而存在的。更详细的信息可参见Go语言官方的文档Proposal: Type Aliases。
Go语言内建的基本类型中就存在两个别名类型。byte
是uint8
的别名类型,而rune
是int32
的别名类型。
一定要注意,如果我这样声明:
type MyString2 string // 注意,这里没有等号。
MyString2
和string
就是两个不同的类型了。这里的MyString2
是一个新的类型,不同于其他任何类型。
这种方式也可以被叫做对类型的再定义。我们刚刚把string
类型再定义成了另外一个类型MyString2
。
- (别名类型、类型再定义与潜在类型)
对于这里的类型再定义来说,string
可以被称为MyString2
的潜在类型。潜在类型的含义是,某个类型在本质上是哪个类型。
潜在类型相同的不同类型的值之间是可以进行类型转换的。因此,MyString2
类型的值与string
类型的值可以使用类型转换表达式进行互转。
但对于集合类的类型[]MyString2
与[]string
来说这样做却是不合法的,因为[]MyString2
与[]string
的潜在类型不同,分别是[]MyString2
和[]string
。另外,即使两个不同类型的潜在类型相同,它们的值之间也不能进行判等或比较,它们的变量之间也不能赋值。
在本篇文章中,我们聚焦于类型。Go语言中的每个变量都是有类型的,我们可以使用类型断言表达式判断变量是哪个类型的。
正确使用该表达式需要一些小技巧,比如总是应该把结果赋给两个变量。另外还要保证被判断的变量是接口类型的,这可能会用到类型转换表达式。
我们在使用类型转换表达式对变量的类型进行转换的时候,会受到一套规则的严格约束。
我们必须关注这套规则中的一些细节,尤其是那些Go语言命令不会帮你检查的细节,否则就会踩进所谓的“陷阱”中。
此外,你还应该搞清楚别名类型声明与类型再定义之间的区别,以及由此带来的它们的值在类型转换、判等、比较和赋值操作方面的不同。
本篇文章的思考题有两个。
这些问题的答案都在文中提到的官方文档之中。
© 2019 - 2023 Liangliang Lee. Powered by gin and hexo-theme-book.