Go1.17 新特性之切片變數(shù)組

大家好，我是 polarisxu。

按計劃，Go 1.17 會在 2021 年 8 月份發(fā)布（目前已經(jīng)發(fā)布了 Beta1 版本）。目前，1.17 相關(guān)的功能已經(jīng)開發(fā)差不多了，上次介紹了測試順序隨機的問題，今天介紹 1.17 中的另一個新功能：切片顯式地轉(zhuǎn)換成數(shù)組指針。

溫馨提示，如果要試驗該功能，需要升級到 1.17 Beta1 版本。另外一個主意事項就是如果在有 go.mod 的目錄中試驗，確保其中的版本改為 1.17，否則會報錯：conversion of slices to array pointers only supported as of -lang=go1.17

01 數(shù)組轉(zhuǎn)切片

介紹新功能之前，我們先看看在 Go 中如何將數(shù)組轉(zhuǎn)為切片。（當然，數(shù)組指針也是 OK 的）

一般地，通過 slice 表達式（slice expressions）可以從一個數(shù)組得到一個切片。

a[low : high : max]

其中，max 可以省略。比如：

a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
s := a[1:4]

s 就是一個切片。

02 切片轉(zhuǎn)數(shù)組指針

先了解下，為什么會有這樣的需求。

該需求來自這個 issue：https://github.com/golang/go/issues/395。rogpeppe 提到，很多時候，函數(shù)接收一個 slice 參數(shù)，但如果使用數(shù)組指針，則允許編譯器在編譯時檢查常量索引。比如這樣的情況：

func foo(a []int) int {
    return a[0] + a[1] + a[2] + a[3];
}

能夠編譯期進行索引檢查。比如這樣（當然，最后實現(xiàn)不是這樣的）：

func foo(a []int) int {
    b := a.[0:4];
    return b[0] + b[1] + b[2] + b[3];
}

此外，有時候我們通過數(shù)組得到切片，但有時候我們直接創(chuàng)建切片，底層數(shù)組是匿名的。如果我們想要獲得底層數(shù)組怎么辦？將切片轉(zhuǎn)為數(shù)組指針可以實現(xiàn)這個需求。

看看具體的例子，以下來自 Go 語言規(guī)范（針對 Go1.17 這個語言特性新增）：

s := make([]byte, 2, 4)
s0 := (*[0]byte)(s)      // s0 != nil
s2 := (*[2]byte)(s)      // &s2[0] == &s[0]
s4 := (*[4]byte)(s)      // panics: len([4]byte) > len(s)

var t []string
t0 := (*[0]string)(t)    // t0 == nil
t1 := (*[1]string)(t)    // panics: len([1]string) > len(s)

幾個注意的點：

• 當切片的長度小于數(shù)組長度（len）時會 panic。所以上面例子中，s4 和 t1 發(fā)生了 panic
• 將一個非空切片轉(zhuǎn)為 0 長度的數(shù)組，得到的指針不是 nil（如 s0）；但將一個空切片轉(zhuǎn)為 0 長度的數(shù)組，得到的指針是 nil（如 t0）；
• 多次轉(zhuǎn)換，并不會創(chuàng)建多個數(shù)組（因為得到的是底層數(shù)組），這從 &s2[0] == &s[0] 可以看出；

所以，總結(jié)一下就是，將切片轉(zhuǎn)換為數(shù)組指針，產(chǎn)生指向切片的底層數(shù)組的指針。如果切片的長度小于數(shù)組的長度，則會發(fā)生運行時 panic。

不過針對 panic，目前沒法做斷言檢查。只能通過 if 判斷了。

03 reflect 注意事項

針對語言這個改動，reflect 包中的 Type 接口有一個方法：ConvertibleTo。之前的說明是這樣的：

// ConvertibleTo reports whether a value of the type is convertible to type u.
ConvertibleTo(u Type) bool

1.17 是這樣的：

// ConvertibleTo reports whether a value of the type is convertible to type u.
// Even if ConvertibleTo returns true, the conversion may still panic.
// For example, a slice of type []T is convertible to *[N]T,
// but the conversion will panic if its length is less than N.
ConvertibleTo(u Type) bool

因為切片轉(zhuǎn)為數(shù)組指針可能會 panic，所以才加了這么一句文檔說明。

因此，如果通過反射轉(zhuǎn)換做類型轉(zhuǎn)換，雖然通過 ConvertibleTo 判斷是可轉(zhuǎn)換的，但調(diào)用 Convert 方法依然可能 panic。這點需要特別注意下。

04 小結(jié)

這個語言改變，大部分時候可能用不到。但有些場景可以做到不需要內(nèi)存拷貝（copy），比如標準庫中有一個例子：

// https://docs.studygolang.com/src/crypto/sha256/sha256.go?s=5787:5834#L252
func Sum224(data []byte) (sum224 [Size224]byte) {
 var d digest
 d.is224 = true
 d.Reset()
 d.Write(data)
 sum := d.checkSum()
 copy(sum224[:], sum[:Size224])
 return
}

官方計劃修改為：

func Sum224(data []byte) [Size224]byte {
 var d digest
 d.is224 = true
 d.Reset()
 d.Write(data)
 sum := d.checkSum()
 ap := (*[Size224]byte)(sum[:Size224])
 return *ap
}

注意其中的區(qū)別。

但這里 bradfitz 在修改時，發(fā)現(xiàn)，為什么一定要轉(zhuǎn)為數(shù)組指針，能否直接轉(zhuǎn)為數(shù)組，畢竟，在 Go 中使用數(shù)組的話，不太常用數(shù)組指針。于是 bradfitz 給出了另一個提案：https://github.com/golang/go/issues/46505，即 allow conversion from slice to array。目前該提案是否接受，還沒有結(jié)論。