Go每日一题(31) 的题目如下

以下代码打印出来什么内容,说出为什么。

package main
import (
	"fmt"
)
type People interface {
	Show()
}
type Student struct{}
func (stu *Student) Show() {
}
func live() People {
	var stu *Student
	return stu
}
func main() {
	if live() == nil {
		fmt.Println("AAAAAAA")
	} else {
		fmt.Println("BBBBBBB")
	}
}

结果

BBBBBBB

分析:

我们需要了解interface的内部结构,才能理解这个题目的含义。(源码基于 Go1.17)

interface 在使用的过程中,共有两种表现形式

一种为空接口(empty interface),定义如下:

var MyInterface interface{}

另一种为非空接口(non-empty interface), 定义如下:

type MyInterface interface {
	function()
}

这两种 interface 类型在底层分别用两种struct表示,空接口为eface, 非空接口为iface。

020501.jpeg

空接口 eface

空接口 eface 结构,由两个属性构成,一个是类型信息 _type,一个是数据信息。其数据结构声明如下:

type eface struct { // 空接口
 _type *_type // 类型信息
 data unsafe.Pointer // 指向数据的指针(go 语言中特殊的指针类型 unsafe.Pointer 类似于 c 语言中的void*)
}

_type 属性:是 Go 语言中所有类型的公共描述,Go 语言几乎所有的数据结构都可以抽象成 _type,是所有类型的公共描述,_type 负责决定 data 应该如何解释和操作, _type 的结构如下:

type _type struct {
	size uintptr // 类型大小
	ptrdata uintptr // 前缀持有所有指针的内存大小
	hash uint32 // 数据 hash 值
	tflag tflag
	align uint8 // 对齐
	fieldalign uint8 // 嵌入结构体时的对齐
	kind uint8 // kind 有些枚举值 kind 等于 0 是无效的
	// function for comparing objects of this type
	// (ptr to object A, ptr to object B) -> ==?
	equal func(unsafe.Pointer, unsafe.Pointer) bool
	gcdata *byte
	str nameOff
	ptrToThis typeOff
}

data 属性: 表示指向具体的实例数据的指针,它是一个unsafe.Pointer类型,相当于一个 C 的万能指针void*。

020504.jpeg

非空接口 iface

iface 表示 non-empty interface 的数据结构,非空接口初始化的过程就是初始化一个 iface 类型的结构,其中data的作用与 eface 的相同,这里不再多加描述。

type iface struct {
 tab *itab
 data unsafe.Pointer
}

iface 结构中最重要的是 itab 结构(结构如下),每一个 itab 都占 32 字节的空间。itab 可以理解为pair<interface type, concrete type> 。itab 里面包含了 interface 的一些关键信息,比如 method 的具体实现。

type itab struct {
 inter *interfacetype // 接口自身的元信息
 _type *_type // 具体类型的元信息
 hash int32 // _type 里也有一个同样的 hash,此处多放一个是为了方便运行接口断言
 _ [4]byte
 fun [1]uintptr // 函数指针,指向具体类型所实现的方法
}

其中值得注意的字段,个人理解如下:

1. interface type包含了一些关于 interface 本身的信息,比如package path,包含的method。这里的interfacetype 是定义 interface 的一种抽象表示。
2. _type表示具体化的类型,与 eface 的 _type 类型相同。
3. hash字段其实是对_type.hash的拷贝,它会在 interface 的实例化时,用于快速判断目标类型和接口中的类型是否一致。另,Go 的 interface 的 Duck-typing 机制也是依赖这个字段来实现。
4. fun字段其实是一个动态大小的数组,虽然声明时是固定大小为 1,但在使用时会直接通过 fun 指针获取其中的数据,并且不会检查数组的边界,所以该数组中保存的元素数量是不确定的。

所以,People 拥有一个 Show 方法,属于非空接口,People 的内部定义是一个iface结构体

type People interface {
 Show() 
}

020502.jpeg

func live() People {
 var stu *Student
 return stu 
}

stu 是一个指向 nil 的空指针,但是最后return stu 会触发匿名变量 People = stu 值拷贝动作,所以最后live()放回给上层的是一个People insterface{}类型,也就是一个iface struct{}类型。 stu 为 nil,只是iface中的 data 为 nil 而已。 但是iface struct{}本身并不为 nil.

020503.jpeg

所以如下判断的结果为BBBBBBB:

func main() { 
 if live() == nil { 
 fmt.Println("AAAAAAA") 
 } else {
 fmt.Println("BBBBBBB")
 }
}

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