Go 語言編譯期斷言

Josh Bleecher Snyder發表於2017-03-28
Go編譯

這篇文章是關於一個鮮為人知的讓 Go 在編譯期斷言的方法。你可能不會使用它，但是瞭解一下也很有趣。

作為一個熱身，來看一個在 Go 中熟知的編譯期斷言：介面滿意度檢查。

在這段程式碼（playground）中，var _ = 行確保型別 W 是一個 stringWriter，其由 io.WriteString 檢查。

package main

import "io"

type W struct{}

func (w W) Write(b []byte) (int, error)       { return len(b), nil }
func (w W) WriteString(s string) (int, error) { return len(s), nil }

type stringWriter interface {
    WriteString(string) (int, error)
}

var _ stringWriter = W{}

func main() {
    var w W
    io.WriteString(w, "very long string")
}

如果你註釋掉了 W 的 WriteString 方法，程式碼將無法編譯：

main.go:14: cannot use W literal (type W) as type stringWriter in assignment:
    W does not implement stringWriter (missing WriteString method)

這是很有用的。對於大多數同時滿足 io.Writer 和 stringWriter 的型別，如果你刪除 WriteString 方法，一切都會像以前一樣繼續工作，但效能較差。

你可以使用編譯期斷言保護你的程式碼，而不是試圖使用`testing.T.AllocsPerRun'為效能迴歸編寫一個脆弱的測試。

這是一個實際的 io 包中的技術例子。

好的，讓我們低調一點！

介面滿意檢查是很棒的。但是如果你想檢查一個簡單的布林表示式，如 1 + 1 == 2 ？

考慮這個程式碼（playground）：

package main

import "crypto/md5"

type Hash [16]byte

func init() {
    if len(Hash{}) < md5.Size {
        panic("Hash is too small")
    }
}

func main() {
    // ...
}

Hash 可能是某種抽象的雜湊結果。init 函式確保它將與 crypto/md5 一起工作。如果你改變 Hash 為（比如說）[8]byte，它會在程式啟動時發生崩潰。但是，這是一個執行時檢查。如果我們想要早點發現怎麼辦？

如下。（沒有 playground 連結，因為這在 playground 上不起作用。）

package main

import "C"

import "crypto/md5"

type Hash [16]byte

func hashIsTooSmall()

func init() {
    if len(Hash{}) < md5.Size {
        hashIsTooSmall()
    }
}

func main() {
    // ...
}

現在如果你改變 Hash 為 [8]byte，它將在編譯過程中失敗。（實際上，它在連結過程中失敗。足夠接近我們的目標了。）

$ go build .
# demo
main.hashIsTooSmall: call to external function
main.init.1: relocation target main.hashIsTooSmall not defined
main.init.1: undefined: "main.hashIsTooSmall"

這裡發生了什麼？

hashIsTooSmall 是一個沒有函式體的宣告。編譯器假定別人將提供一個實現，也許是一個彙編程式。

當編譯器可以證明 len（Hash {}）< md5.Size 時，它消除了 if 語句中的程式碼。結果，沒有人使用函式 hashIsTooSmall，所以連結器會消除它。沒有其他損害。一旦斷言失敗，if 語句中的程式碼將被保留。不會消除 hashIsTooSmall。連結器然後注意到沒有人提供了函式的實現然後連結失敗，並出現錯誤，這是我們的目標。

最後一個奇怪的點：為什麼是 import "C"？ go 工具知道在正常的 Go 程式碼中，所有函式都必須有主體，並指示編譯器強制執行。通過切換到 cgo，我們刪除該檢查。（如果你在上面的程式碼中執行 go build -x，而沒有新增 import "C" 這行，你會看到編譯器是用 -complete 標誌呼叫的。）另一種方法是新增 import "C" 來向包中新增一個名為 foo.s 的空檔案。

我僅見過一次這種技術的使用，是在編譯器測試套件中。還有其他可以發揮想象力的使用，但我還沒見到過。

可能就是這樣吧。 :)

via: http://commaok.xyz/post/compile-time-assertions

作者：Josh Bleecher Snyder 譯者：geekpi 校對：wxy

本文由 LCTT 原創編譯，Linux中國 榮譽推出

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