[轉]理解Go語言中的nil

最近在油管上面看了一個視頻：Understanding nil，挺有意思，這篇文章就對視頻作一個概括總結，代碼示例都是來自於視頻。

nil是什麼

相信寫過Golang的程序員對下面一段代碼是很是很是熟悉的了：

if err != nil { // do something.... } 

當出現不等於nil的時候，說明出現某些錯誤了，須要咱們對這個錯誤進行一些處理，而若是等於nil說明運行正常。那什麼是nil呢？查一下詞典能夠知道，nil的意思是無，或者是零值。零值，zero value，是否是有點熟悉？在Go語言中，若是你聲明瞭一個變量可是沒有對它進行賦值操做，那麼這個變量就會有一個類型的默認零值。這是每種類型對應的零值：

bool -> false numbers -> 0 string -> "" pointers -> nil slices -> nil maps -> nil channels -> nil functions -> nil interfaces -> nil 

舉個例子，當你定義了一個struct：

type Person struct { AgeYears int Name string Friends []Person } var p Person // Person{0, "", nil} 

變量p只聲明但沒有賦值，因此p的全部字段都有對應的零值。那麼，這個nil究竟是什麼呢？Go的文檔中說到，nil是預約義的標識符，表明指針、通道、函數、接口、映射或切片的零值，也就是預約義好的一個變量：

type Type int var nil Type 

是否是有點驚訝？nil並非Go的關鍵字之一，你甚至能夠本身去改變nil的值：

var nil = errors.New("hi") 

這樣是徹底能夠編譯得過的，可是最好不要這樣子去作。

nil有什麼用

在瞭解了什麼是nil以後，再來講說nil有什麼用。

pointers

var p *int p == nil // true *p // panic: invalid memory address or nil pointer dereference 

指針表示指向內存的地址，若是對爲nil的指針進行解引用的話就會致使panic。那麼爲nil的指針有什麼用呢？先來看一個計算二叉樹和的例子：

type tree struct { v int l *tree r *tree } // first solution func (t *tree) Sum() int { sum := t.v if t.l != nil { sum += t.l.Sum() } if t.r != nil { sum += t.r.Sum() } return sum } 

上面的代碼有兩個問題，一個是代碼重複：

if v != nil { v.m() } 

另外一個是當t是nil的時候會panic：

var t *tree sum := t.Sum() // panic: invalid memory address or nil pointer dereference 

怎麼解決上面的問題？咱們先來看看一個指針接收器的例子：

type person struct {} func sayHi(p *person) { fmt.Println("hi") } func (p *person) sayHi() { fmt.Println("hi") } var p *person p.sayHi() // hi 

對於指針對象的方法來講，就算指針的值爲nil也是能夠調用的，基於此，咱們能夠對剛剛計算二叉樹和的例子進行一下改造：

func(t *tree) Sum() int { if t == nil { return 0 } return t.v + t.l.Sum() + t.r.Sum() } 

跟剛纔的代碼一對比是否是簡潔了不少？對於nil指針，只須要在方法前面判斷一下就ok了，無需重複判斷。換成打印二叉樹的值或者查找二叉樹的某個值都是同樣的：

func(t *tree) String() string { if t == nil { return "" } return fmt.Sprint(t.l, t.v, t.r) } // nil receivers are useful: Find func (t *tree) Find(v int) bool { if t == nil { return false } return t.v == v || t.l.Find(v) || t.r.Find(v) } 

因此若是不是很須要的話，不要用NewX()去初始化值，而是使用它們的默認值。

slices

// nil slices var s []slice len(s) // 0 cap(s) // 0 for range s // iterates zero times s[i] // panic: index out of range 

一個爲nil的slice，除了不能索引外，其餘的操做都是能夠的，當你須要填充值的時候可使用append函數，slice會自動進行擴充。那麼爲nil的slice的底層結構是怎樣的呢？根據官方的文檔，slice有三個元素，分別是長度、容量、指向數組的指針：

 

slice

當有元素的時候：

 

slice

因此咱們並不須要擔憂slice的大小，使用append的話slice會自動擴容。（視頻中說slice自動擴容速度很快，沒必要擔憂性能問題，這個值得商榷，在肯定slice大小的狀況只進行一次內存分配老是好的）

map

對於Go來講，map，channel都是特殊的指針，指向各自特定的實現，這個咱們暫時能夠不用管。

// nil maps var m map[t]u len(m) // 0 for range m // iterates zero times v, ok := m[i] // zero(u), false m[i] = x // panic: assignment to entry in nil map 

對於nil的map，咱們能夠簡單把它當作是一個只讀的map，不能進行寫操做，不然就會panic。那麼nil的map有什麼用呢？看一下這個例子：

func NewGet(url string, headers map[string]string) (*http.Request, error) { req, err := http.NewRequest(http.MethodGet, url, nil) if err != nil { return nil, err } for k, v := range headers { req.Header.Set(k, v) } return req, nil } 

對於NewGet來講，咱們須要傳入一個類型爲map的參數，而且這個函數只是對這個參數進行讀取，咱們能夠傳入一個非空的值：

NewGet("http://google.com", map[string]string{ "USER_AGENT": "golang/gopher", },) 

或者這樣傳：

NewGet("http://google.com", map[string]string{}) 

可是前面也說了，map的零值是nil，因此當header爲空的時候，咱們也能夠直接傳入一個nil：

NewGet("http://google.com", nil) 

是否是簡潔不少？因此，把nil map做爲一個只讀的空的map進行讀取吧。

channel

// nil channels var c chan t <- c // blocks forever c <- x // blocks forever close(c) // panic: close of nil channel 

關閉一個nil的channel會致使程序panic（如何關閉channel能夠看這篇文章：如何優雅地關閉Go channel）舉個例子，假如如今有兩個channel負責輸入，一個channel負責彙總，簡單的實現代碼：

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) { for { select { case v := <-a: out <- v case v := <- b: out <- v } } } 

若是在外部調用中關閉了a或者b，那麼就會不斷地從a或者b中讀出0，這和咱們想要的不同，咱們想關閉a和b後就中止彙總了，修改一下代碼：

func merge(out chan<- int, a, b <-chan int) { for a != nil || b != nil { select { case v, ok := <-a: if !ok { a = nil fmt.Println("a is nil") continue } out <- v case v, ok := <-b: if !ok { b = nil fmt.Println("b is nil") continue } out <- v } } fmt.Println("close out") close(out) } 

在知道channel關閉後，將channel的值設爲nil，這樣子就至關於將這個select case子句停用了，由於nil的channel是永遠阻塞的。

interface

interface並非一個指針，它的底層實現由兩部分組成，一個是類型，一個值，也就是相似於：(Type, Value)。只有當類型和值都是nil的時候，纔等於nil。看看下面的代碼：

func do() error { // error(*doError, nil) var err *doError return err // nil of type *doError } func main() { err := do() fmt.Println(err == nil) } 

輸出結果是false。do函數聲明瞭一個*doErro的變量err，而後返回，返回值是error接口，可是這個時候的Type已經變成了：（*doError，nil），因此和nil確定是不會相等的。因此咱們在寫函數的時候，不要聲明具體的error變量，而是應該直接返回nil：

func do() error { return nil } 

再來看看這個例子：

func do() *doError { // nil of type *doError return nil } func wrapDo() error { // error (*doError, nil) return do() // nil of type *doError } func main() { err := wrapDo() // error (*doError, nil) fmt.Println(err == nil) // false } 

這裏最終的輸出結果也是false。爲何呢？儘管wrapDo函數返回的是error類型，可是do返回的倒是*doError類型，也就是變成了（*doError，nil），天然也就和nil不相等了。所以，不要返回具體的錯誤類型。聽從這兩條建議，才能夠放心地使用if x != nil。

總結

看完了那個視頻，發現nil還有這麼多用處，真是意外之喜。
油管上面還有不少乾貨滿滿的視頻，能夠多學習學習咯。

參考

https://www.jianshu.com/p/dd80f6be7969