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Golang 需要避免踩的 30个坑

Go 是一门简单有趣的编程语言,与其他语言一样,在使用时不免会遇到很多坑,不过它们大多不是 Go 本身的设计缺陷。如果你刚从其他语言转到 Go,那这篇文章里的坑多半会踩到。

如果花时间学习官方 doc、wiki、讨论邮件列表、 Rob Pike 的大量文章以及 Go 的源码,会发现这篇文章中的坑是很常见的,新手跳过这些坑,能减少大量调试代码的时间。

1. 左大括号 { 一般不能单独放一行

在其他大多数语言中,{ 的位置你自行决定。Go 比较特别,遵守分号注入规则(automatic semicolon injection):编译器会在每行代码尾部特定分隔符后加 ; 来分隔多条语句,比如会在 ) 后加分号:

// 错误示例
func main()
{
println("hello world")
}
// 等效于
func main();// 无函数体
{
println("hello world")
}

 
// 正确示例
func main() {
println("hello world")
} 

 

注意代码块等特殊情况:

// { 并不遵守分号注入规则,不会在其后边自动加分,此时可换行
func main() {
{
println("hello world")
}
} 

 

参考:Golang中自动加分号的特殊分隔符

2. 未使用的变量

如果在函数体代码中有未使用的变量,则无法通过编译,不过全局变量声明但不使用是可以的。

即使变量声明后为变量赋值,依旧无法通过编译,需在某处使用它:

// 错误示例
var gvar int // 全局变量,声明不使用也可以
func main() {
var one int // error: one declared and not used
two := 2// error: two declared and not used
var three int// error: three declared and not used
three = 3
}
// 正确示例
// 可以直接注释或移除未使用的变量
func main() {
var one int
_ = one

two := 2
println(two)

var three int
one = three
var four int
four = four
}

 

3. 未使用的 import

如果你 import 一个包,但包中的变量、函数、接口和结构体一个都没有用到的话,将编译失败。

可以使用 _ 下划线符号作为别名来忽略导入的包,从而避免编译错误,这只会执行 package 的 init()

// 错误示例
import (
"fmt"// imported and not used: "fmt"
"log"// imported and not used: "log"
"time"// imported and not used: "time"
)
func main() {
}
// 正确示例
// 可以使用 goimports 工具来注释或移除未使用到的包
import (
_ "fmt"
"log"
"time"
)
func main() {
_ = log.Println
_ = time.Now
}

 

4. 简短声明的变量只能在函数内部使用

// 错误示例
myvar := 1// syntax error: non-declaration statement outside function body
func main() {
}
// 正确示例
var myvar = 1
func main() {
}

 

5. 使用简短声明来重复声明变量

不能用简短声明方式来单独为一个变量重复声明, := 左侧至少有一个新变量,才允许多变量的重复声明:

// 错误示例
func main() { 
 one := 0
 one := 1 // error: no new variables on left side of :=
}
// 正确示例
func main() {
one := 0
one, two := 1, 2// two 是新变量,允许 one 的重复声明。比如 error 处理经常用同名变量 err
one, two = two, one// 交换两个变量值的简写
}

 

6. 不能使用简短声明来设置字段的值

struct 的变量字段不能使用 := 来赋值以使用预定义的变量来避免解决:

// 错误示例
type info struct {
result int
}
func work() (int, error) {
return 3,  nil 
}
func main() {
var data info
data.result, err := work()// error: non-name data.result on left side of :=
fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}
// 正确示例
func main() {
var data info
var err error// err 需要预声明
data.result, err = work()
if err != nil {
fmt.Println(err)
return
}
fmt.Printf("info: %+v\n", data)
}

 

7. 不小心覆盖了变量

对从动态语言转过来的开发者来说,简短声明很好用,这可能会让人误会 := 是一个赋值操作符。

如果你在新的代码块中像下边这样误用了 :=,编译不会报错,但是变量不会按你的预期工作:

func main() {
x := 1
println(x)// 1
{
println(x)// 1
x := 2
println(x)// 2// 新的 x 变量的作用域只在代码块内部
}
println(x)// 1
}

 

这是 Go 开发者常犯的错,而且不易被发现。

可使用 vet 工具来诊断这种变量覆盖,Go 默认不做覆盖检查,添加 -shadow 选项来启用:

> go tool vet -shadow main.go
main.go:9: declaration of "x" shadows declaration at main.go:5

 

注意 vet 不会报告全部被覆盖的变量,可以使用 go-nyet 来做进一步的检测:

> $GOPATH/bin/go-nyet main.go
main.go:10:3:Shadowing variable `x`

 

8. 显式类型的变量无法使用 nil 来初始化

nil 是 interface、function、pointer、map、slice 和 channel 类型变量的默认初始值。但声明时不指定类型,编译器也无法推断出变量的具体类型。

// 错误示例
func main() {
 var x = nil// error: use of untyped nil
_ = x
}
// 正确示例
func main() {
var x interface{} = nil
_ = x
} 

 

9. 直接使用值为 nil 的 slice、map

允许对值为 nil 的 slice 添加元素,但对值为 nil 的 map 添加元素则会造成运行时 panic

// map 错误示例
func main() {
 var m map[string]int
 m["one"] = 1// error: panic: assignment to entry in nil map
 // m := make(map[string]int)// map 的正确声明,分配了实际的内存
} 
// slice 正确示例
func main() {
var s []int
s = append(s, 1)
}

 

10. map 容量

在创建 map 类型的变量时可以指定容量,但不能像 slice 一样使用 cap() 来检测分配空间的大小:

// 错误示例
func main() {
m := make(map[string]int, 99)
println(cap(m)) // error: invalid argument m1 (type map[string]int) for cap 
} 

 

11. string 类型的变量值不能为 nil

对那些喜欢用 nil 初始化 字符串 的人来说,这就是坑:

// 错误示例
func main() {
var s string = nil// cannot use nil as type string in assignment
if s == nil {// invalid operation: s == nil (mismatched types string and nil)
s = "default"
}
}
// 正确示例
func main() {
var s string// 字符串类型的零值是空串 ""
if s == "" {
s = "default"
}
}

 

12. Array 类型的值作为函数参数

在 C/C++ 中,数组(名)是指针。将数组作为参数传进函数时,相当于传递了数组内存地址的引用,在函数内部会改变该数组的值。

在 Go 中,数组是值。作为参数传进函数时,传递的是数组的原始值拷贝,此时在函数内部是无法更新该数组的:

// 数组使用值拷贝传参
func main() {
x := [3]int{1,2,3}
func(arr [3]int) {
arr[0] = 7
fmt.Println(arr)// [7 2 3]
}(x)
fmt.Println(x)// [1 2 3]// 并不是你以为的 [7 2 3]
}

 

如果想修改参数数组:

  • 直接传递指向这个数组的指针类型:
// 传址会修改原数据
func main() {
x := [3]int{1,2,3}
func(arr *[3]int) {
(*arr)[0] = 7
fmt.Println(arr)// &[7 2 3]
}(&x)
fmt.Println(x)// [7 2 3]
}

 
  • 直接使用 slice:即使函数内部得到的是 slice 的值拷贝,但依旧会更新 slice 的原始数据(底层 array)
// 会修改 slice 的底层 array,从而修改 slice
func main() {
x := []int{1, 2, 3}
func(arr []int) {
arr[0] = 7
fmt.Println(x)// [7 2 3]
}(x)
fmt.Println(x)// [7 2 3]
}

 

13. range 遍历 slice 和 array 时混淆了返回值

与其他编程语言中的 for-in 、foreach 遍历语句不同,Go 中的 range 在遍历时会生成 2 个值,第一个是元素索引,第二个是元素的值:

// 错误示例
func main() {
x := []string{"a", "b", "c"}
for v := range x {
fmt.Println(v)// 1 2 3
}
}
// 正确示例
func main() {
x := []string{"a", "b", "c"}
for _, v := range x {// 使用 _ 丢弃索引
fmt.Println(v)
}
}

 

14. slice 和 array 其实是一维数据

看起来 Go 支持多维的 array 和 slice,可以创建数组的数组、切片的切片,但其实并不是。

对依赖动态计算多维数组值的应用来说,就性能和复杂度而言,用 Go 实现的效果并不理想。

可以使用原始的一维数组、“独立“ 的切片、“共享底层数组”的切片来创建动态的多维数组。

  1. 使用原始的一维数组:要做好索引检查、溢出检测、以及当数组满时再添加值时要重新做内存分配。
  2. 使用“独立”的切片分两步:
  • 创建外部 slice
  • 对每个内部 slice 进行内存分配
  • 注意内部的 slice 相互独立,使得任一内部 slice 增缩都不会影响到其他的 slice
// 使用各自独立的 6 个 slice 来创建 [2][3] 的动态多维数组
func main() {
x := 2
y := 4

table := make([][]int, x)
for i := range table {
table[i] = make([]int, y)
}
}

 
  1. 使用“共享底层数组”的切片
  • 创建一个存放原始数据的容器 slice
  • 创建其他的 slice
  • 切割原始 slice 来初始化其他的 slice
func main() {
h, w := 2, 4
raw := make([]int, h*w)
for i := range raw {
raw[i] = i
}
// 初始化原始 slice
fmt.Println(raw, &raw[4])// [0 1 2 3 4 5 6 7] 0xc420012120 
 
table := make([][]int, h)
for i := range table {
 
 // 等间距切割原始 slice,创建动态多维数组 table
 // 0: raw[0*4: 0*4 + 4]
 // 1: raw[1*4: 1*4 + 4]
table[i] = raw[i*w : i*w + w]
}
fmt.Println(table, &table[1][0])// [[0 1 2 3] [4 5 6 7]] 0xc420012120
}

 

更多关于多维数组的参考

go-how-is-two-dimensional-arrays-memory-representation

what-is-a-concise-way-to-create-a-2d-slice-in-go

15. 访问 map 中不存在的 key

和其他编程语言类似,如果访问了 map 中不存在的 key 则希望能返回 nil,比如在 PHP 中:

> php -r '$v = ["x"=>1, "y"=>2]; @var_dump($v["z"]);'
NULL

 

Go 则会返回元素对应数据类型的零值,比如 nil、” 、false 和 0,取值操作总有值返回,故不能通过取出来的值来判断 key 是不是在 map 中。

检查 key 是否存在可以用 map 直接访问,检查返回的第二个参数即可:

// 错误的 key 检测方式
func main() {
x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
if v := x["two"]; v == "" {
fmt.Println("key two is no entry")// 键 two 存不存在都会返回的空字符串
}
}
// 正确示例
func main() {
x := map[string]string{"one": "2", "two": "", "three": "3"}
if _, ok := x["two"]; !ok {
fmt.Println("key two is no entry")
}
}

 

16. string 类型的值是常量,不可更改

尝试使用索引遍历字符串,来更新字符串中的个别字符,是不允许的。

string 类型的值是只读的二进制 byte slice,如果真要修改字符串中的字符,将 string 转为 []byte 修改后,再转为 string 即可:

// 修改字符串的错误示例
func main() {
x := "text"
x[0] = "T"// error: cannot assign to x[0]
fmt.Println(x)
}
// 修改示例
func main() {
x := "text"
xBytes := []byte(x)
xBytes[0] = 'T'// 注意此时的 T 是 rune 类型
x = string(xBytes)
fmt.Println(x)// Text
}

 

注意: 上边的示例并不是更新字符串的正确姿势,因为一个 utf8 编码的字符可能会占多个字节,比如汉字就需要 3~4 个字节来存储,此时更新其中的一个字节是错误的。

更新字串的正确姿势:将 string 转为 rune slice(此时 1 个 rune 可能占多个 byte),直接更新 rune 中的字符

func main() {
x := "text"
xRunes := []rune(x)
xRunes[0] = '我'
x = string(xRunes)
fmt.Println(x)// 我ext
}

 

17. string 与 byte slice 之间的转换

当进行 string 和 byte slice 相互转换时,参与转换的是拷贝的原始值。这种转换的过程,与其他编程语的强制类型转换操作不同,也和新 slice 与旧 slice 共享底层数组不同。

Go 在 string 与 byte slice 相互转换上优化了两点,避免了额外的内存分配:

  • 在 map[string] 中查找 key 时,使用了对应的 []byte,避免做 m[string(key)] 的内存分配
  • 使用 for range 迭代 string 转换为 []byte 的迭代:for i,v := range []byte(str) {…}

雾:参考原文

18. string 与索引操作符

对字符串用索引访问返回的不是字符,而是一个 byte 值。

这种处理方式和其他语言一样,比如 PHP 中:

> php -r '$name="中文"; var_dump($name);'# "中文" 占用 6 个字节
string(6) "中文"
> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0]);' # 把第一个字节当做 Unicode 字符读取,显示 U+FFFD
string(1) "�"
> php -r '$name="中文"; var_dump($name[0].$name[1].$name[2]);'
string(3) "中"

func main() {
x := "ascii"
fmt.Println(x[0])// 97
fmt.Printf("%T\n", x[0])// uint8
}

 

如果需要使用 for range 迭代访问字符串中的字符(unicode code point / rune),标准库中有 “unicode/utf8” 包来做 UTF8 的相关解码编码。另外 utf8string 也有像 func (s *String) At(i int) rune 等很方便的库函数。

19. 字符串并不都是 UTF8 文本

string 的值不必是 UTF8 文本,可以包含任意的值。只有字符串是文字字面值时才是 UTF8 文本,字串可以通过转义来包含其他数据。

判断字符串是否是 UTF8 文本,可使用 “unicode/utf8” 包中的 ValidString() 函数:

func main() {
str1 := "ABC"
fmt.Println(utf8.ValidString(str1))// true
str2 := "A\xfeC"
fmt.Println(utf8.ValidString(str2))// false
str3 := "A\\xfeC"
fmt.Println(utf8.ValidString(str3))// true// 把转义字符转义成字面值
}

 

20. 字符串的长度

在 Python 中:

data = u'♥' 
print(len(data)) # 1

 

然而在 Go 中:

func main() {
 char  := "♥"
fmt.Println(len(char))// 3
}

 

Go 的内建函数 len() 返回的是字符串的 byte 数量,而不是像 Python 中那样是计算 Unicode 字符数。

如果要得到字符串的字符数,可使用 “unicode/utf8” 包中的 RuneCountInString(str string) (n int)

func main() {
char := "♥"
fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))// 1
}

 

注意: RuneCountInString 并不总是返回我们看到的字符数,因为有的字符会占用 2 个 rune:

func main() {
char := "é"
fmt.Println(len(char))// 3
fmt.Println(utf8.RuneCountInString(char))// 2
fmt.Println("cafe\u0301")// café// 法文的 cafe,实际上是两个 rune 的组合
}

 

参考:normalization

21. 在多行 array、slice、map 语句中缺少 , 号

func main() {
x := []int {
1,
2// syntax error: unexpected newline, expecting comma or }
}
y := []int{1,2,}
z := []int{1,2}
// ...
}

 

声明语句中 } 折叠到单行后,尾部的 , 不是必需的。

22. log.Fatal 和 log.Panic 不只是 log

log 标准库提供了不同的日志记录等级,与其他语言的日志库不同,Go 的 log 包在调用 Fatal*()、Panic*() 时能做更多日志外的事,如中断程序的执行等:

func main() {
log.Fatal("Fatal level log: log entry")// 输出信息后,程序终止执行
log.Println("Nomal level log: log entry")
}

 

23. 对内建数据结构的操作并不是同步的

尽管 Go 本身有大量的特性来支持并发,但并不保证并发的数据安全,用户需自己保证变量等数据以原子操作更新。

goroutine 和 channel 是进行原子操作的好方法,或使用 “sync” 包中的锁。

24. range 迭代 string 得到的值

range 得到的索引是字符值(Unicode point / rune)第一个字节的位置,与其他编程语言不同,这个索引并不直接是字符在字符串中的位置。

注意一个字符可能占多个 rune,比如法文单词 café 中的 é。操作特殊字符可使用norm 包。

for range 迭代会尝试将 string 翻译为 UTF8 文本,对任何无效的码点都直接使用 0XFFFD rune(�)UNicode 替代字符来表示。如果 string 中有任何非 UTF8 的数据,应将 string 保存为 byte slice 再进行操作。

func main() {
data := "A\xfe\x02\xff\x04"
for _, v := range data {
fmt.Printf("%#x ", v)// 0x41 0xfffd 0x2 0xfffd 0x4// 错误
}
for _, v := range []byte(data) {
fmt.Printf("%#x ", v)// 0x41 0xfe 0x2 0xff 0x4// 正确
}
}

 

25. range 迭代 map

如果你希望以特定的顺序(如按 key 排序)来迭代 map,要注意每次迭代都可能产生不一样的结果。

Go 的运行时是有意打乱迭代顺序的,所以你得到的迭代结果可能不一致。但也并不总会打乱,得到连续相同的 5 个迭代结果也是可能的,如:

func main() {
m := map[string]int{"one": 1, "two": 2, "three": 3, "four": 4}
for k, v := range m {
fmt.Println(k, v)
}
}

 

如果你去 Go Playground 重复运行上边的代码,输出是不会变的,只有你更新代码它才会重新编译。重新编译后迭代顺序是被打乱的:

26. switch 中的 fallthrough 语句

switch 语句中的 case 代码块会默认带上 break,但可以使用 fallthrough 来强制执行下一个 case 代码块。

func main() {
isSpace := func(char byte) bool {
switch char {
case ' ':// 空格符会直接 break,返回 false // 和其他语言不一样
// fallthrough// 返回 true
case '\t':
return true
}
return false
}
fmt.Println(isSpace('\t'))// true
fmt.Println(isSpace(' '))// false
}

 

不过你可以在 case 代码块末尾使用 fallthrough,强制执行下一个 case 代码块。

也可以改写 case 为多条件判断:

func main() {
isSpace := func(char byte) bool {
switch char {
case ' ', '\t':
return true
}
return false
}
fmt.Println(isSpace('\t'))// true
fmt.Println(isSpace(' '))// true
}

 

27. 自增和自减运算

很多编程语言都自带前置后置的 ++、– 运算。但 Go 特立独行,去掉了前置操作,同时 ++、— 只作为运算符而非表达式。

// 错误示例
func main() {
data := []int{1, 2, 3}
i := 0
++i// syntax error: unexpected ++, expecting }
fmt.Println(data[i++])// syntax error: unexpected ++, expecting :
}
// 正确示例
func main() {
data := []int{1, 2, 3}
i := 0
i++
fmt.Println(data[i])// 2
}

 

28. 按位取反

很多编程语言使用 ~ 作为一元按位取反(NOT)操作符,Go 重用 ^ XOR 操作符来按位取反:

// 错误的取反操作
func main() {
fmt.Println(~2)// bitwise complement operator is ^
}
// 正确示例
func main() {
var d uint8 = 2
fmt.Printf("%08b\n", d)// 00000010
fmt.Printf("%08b\n", ^d)// 11111101
}

 

同时 ^ 也是按位异或(XOR)操作符。

一个操作符能重用两次,是因为一元的 NOT 操作 NOT 0x02,与二元的 XOR 操作 0x22 XOR 0xff 是一致的。

Go 也有特殊的操作符 AND NOT &^ 操作符,不同位才取1。

func main() {
var a uint8 = 0x82
var b uint8 = 0x02
fmt.Printf("%08b [A]\n", a)
fmt.Printf("%08b [B]\n", b)
fmt.Printf("%08b (NOT B)\n", ^b)
fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [B XOR 0xff]\n", b, 0xff, b^0xff)
fmt.Printf("%08b ^ %08b = %08b [A XOR B]\n", a, b, a^b)
fmt.Printf("%08b & %08b = %08b [A AND B]\n", a, b, a&b)
fmt.Printf("%08b &^%08b = %08b [A 'AND NOT' B]\n", a, b, a&^b)
fmt.Printf("%08b&(^%08b)= %08b [A AND (NOT B)]\n", a, b, a&(^b))
}

10000010 [A]
00000010 [B]
11111101 (NOT B)
00000010 ^ 11111111 = 11111101 [B XOR 0xff]
10000010 ^ 00000010 = 10000000 [A XOR B]
10000010 & 00000010 = 00000010 [A AND B]
10000010 &^00000010 = 10000000 [A 'AND NOT' B]
10000010&(^00000010)= 10000000 [A AND (NOT B)]

 

29. 运算符的优先级

除了位清除(bit clear)操作符,Go 也有很多和其他语言一样的位操作符,但优先级另当别论。

func main() {
fmt.Printf("0x2 & 0x2 + 0x4 -> %#x\n", 0x2&0x2+0x4)// & 优先 +
//prints: 0x2 & 0x2 + 0x4 -> 0x6
//Go: (0x2 & 0x2) + 0x4
//C++: 0x2 & (0x2 + 0x4) -> 0x2
fmt.Printf("0x2 + 0x2 << 0x1 -> %#x\n", 0x2+0x2<<0x1)// << 优先 +
//prints: 0x2 + 0x2 << 0x1 -> 0x6
//Go: 0x2 + (0x2 << 0x1)
//C++: (0x2 + 0x2) << 0x1 -> 0x8
fmt.Printf("0xf | 0x2 ^ 0x2 -> %#x\n", 0xf|0x2^0x2)// | 优先 ^
//prints: 0xf | 0x2 ^ 0x2 -> 0xd
//Go: (0xf | 0x2) ^ 0x2
//C++: 0xf | (0x2 ^ 0x2) -> 0xf
}

 

优先级列表:

Precedence Operator
 5 * / % << >> & &^
 4 + - | ^
 3 == != < <= > >=
 2 &&
 1 ||

 

30. 不导出的 struct 字段无法被 encode

以小写字母开头的字段成员是无法被外部直接访问的,所以 struct 在进行 json、xml、gob 等格式的 encode 操作时,这些私有字段会被忽略,导出时得到零值:

func main() {
in := MyData{1, "two"}
fmt.Printf("%#v\n", in)// main.MyData{One:1, two:"two"}
encoded, _ := json.Marshal(in)
fmt.Println(string(encoded))// {"One":1}// 私有字段 two 被忽略了
var out MyData
json.Unmarshal(encoded, &out)
fmt.Printf("%#v\n", out) // main.MyData{One:1, two:""}
}
 

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