06 | 程序实体的那些事儿 （下）

在上一篇文章，我们一直都在围绕着可重名变量，也就是不同代码块中的重名变量，进行了讨论。

还记得吗？最后我强调，如果可重名变量的类型不同，那么就需要引起我们的特别关注了，它们之间可能会存在“屏蔽”的现象。

必要时，我们需要严格地检查它们的类型，但是怎样检查呢？咱们现在就说。

我今天的问题是：怎样判断一个变量的类型？

我们依然以在上一篇文章中展示过的demo11.go为基础。

  1. package main
  3. import "fmt"
  5. var container = []string{"zero", "one", "two"}
  7. func main() {
  8.     container := map[int]string{0: "zero", 1: "one", 2: "two"}
  9.     fmt.Printf("The element is %q.\n", container[1])
  10. }

那么，怎样在打印其中元素之前，正确判断变量 container 的类型？

典型回答

答案是使用“类型断言”表达式。具体怎么写呢？

  1. value, ok := interface{}(container).([]string)

这里有一条赋值语句。在赋值符号的右边，是一个类型断言表达式。

它包括了用来把 container 变量的值转换为空接口值的 interface{}(container)。

以及一个用于判断前者的类型是否为切片类型 []string 的 .([]string)。

这个表达式的结果可以被赋给两个变量，在这里由 value 和 ok 代表。变量 ok 是布尔（bool）类型的，它将代表类型判断的结果， true 或 false。

如果是 true，那么被判断的值将会被自动转换为 []string 类型的值，并赋给变量 value，否则 value 将被赋予 nil（即“空”）。

顺便提一下，这里的 ok 也可以没有。也就是说，类型断言表达式的结果，可以只被赋给一个变量，在这里是 value。

但是这样的话，当判断为否时就会引发异常。

这种异常在Go语言中被叫做 panic，我把它翻译为运行时恐慌。因为它是一种在Go程序运行期间才会被抛出的异常，而“恐慌”二字是英文Panic的中文直译。

除非显式地“恢复”这种“恐慌”，否则它会使Go程序崩溃并停止。所以，在一般情况下，我们还是应该使用带 ok 变量的写法。

问题解析

正式说明一下，类型断言表达式的语法形式是 x.(T)。其中的 x 代表要被判断类型的值。这个值当下的类型必须是接口类型的，不过具体是哪个接口类型其实是无所谓的。

所以，当这里的 container 变量类型不是任何的接口类型时，我们就需要先把它转成某个接口类型的值。

如果 container 是某个接口类型的，那么这个类型断言表达式就可以是 container.([]string)。这样看是不是清晰一些了？

在Go语言中， interface{} 代表空接口，任何类型都是它的实现类型。我在下个模块，会再讲接口及其实现类型的问题。现在你只要知道，任何类型的值都可以很方便地被转换成空接口的值就行了。

这里的具体语法是 interface{}(x)，例如前面展示的 interface{}(container)。

你可能会对这里的 {} 产生疑惑，为什么在关键字 interface 的右边还要加上这个东西？

请记住，一对不包裹任何东西的花括号，除了可以代表空的代码块之外，还可以用于表示不包含任何内容的数据结构（或者说数据类型）。

比如你今后肯定会遇到的 struct{}，它就代表了不包含任何字段和方法的、空的结构体类型。

而空接口 interface{} 则代表了不包含任何方法定义的、空的接口类型。

当然了，对于一些集合类的数据类型来说， {} 还可以用来表示其值不包含任何元素，比如空的切片值 []string{}，以及空的字典值 map[int]string{}。

6.程序实体的那些事儿 （下） - 图1

（类型断言表达式）

我们再向答案的最右边看。圆括号中 []string 是一个类型字面量。所谓类型字面量，就是用来表示数据类型本身的若干个字符。

比如， string 是表示字符串类型的字面量， uint8 是表示8位无符号整数类型的字面量。

再复杂一些的就是我们刚才提到的 []string，用来表示元素类型为 string 的切片类型，以及 map[int]string，用来表示键类型为 int、值类型为 string 的字典类型。

还有更复杂的结构体类型字面量、接口类型字面量，等等。这些描述起来占用篇幅较多，我在后面再说吧。

针对当前的这个问题，我写了demo12.go。它是demo11.go的修改版。我在其中分别使用了两种方式来实施类型断言，一种用的是我上面讲到的方式，另一种用的是我们还没讨论过的 switch 语句，先供你参考。

可以看到，当前问题的答案可以只有一行代码。你可能会想，这一行代码解释起来也太复杂了吧？

千万不要为此烦恼，这其中很大一部分都是一些基本语法和概念，你只要记住它们就好了。但这也正是我要告诉你的，一小段代码可以隐藏很多细节。面试官可以由此延伸到几个方向继续提问。这有点儿像泼墨，可以迅速由点及面。

知识扩展

问题1. 你认为类型转换规则中有哪些值得注意的地方？

类型转换表达式的基本写法我已经在前面展示过了。它的语法形式是 T(x)。

其中的 x 可以是一个变量，也可以是一个代表值的字面量（比如 1.23 和 struct{}{}），还可以是一个表达式。

注意，如果是表达式，那么该表达式的结果只能是一个值，而不能是多个值。在这个上下文中， x 可以被叫做源值，它的类型就是源类型，而那个 T 代表的类型就是目标类型。

如果从源类型到目标类型的转换是不合法的，那么就会引发一个编译错误。那怎样才算合法？具体的规则可参见Go语言规范中的 转换 部分。

我们在这里要关心的，并不是那些Go语言编译器可以检测出的问题。恰恰相反，那些在编程语言层面很难检测的东西才是我们应该关注的。

很多初学者所说的陷阱（或者说坑），大都源于他们需要了解但却不了解的那些知识和技巧。因此，在这些规则中，我想抛出三个我认为很常用并且非常值得注意的知识点，提前帮你标出一些“陷阱”。

首先，对于整数类型值、整数常量之间的类型转换，原则上只要源值在目标类型的可表示范围内就是合法的。

比如，之所以 uint8(255) 可以把无类型的常量 255 转换为 uint8 类型的值，是因为 255 在[0, 255]的范围内。

但需要特别注意的是，源整数类型的可表示范围较大，而目标类型的可表示范围较小的情况，比如把值的类型从 int16 转换为 int8。请看下面这段代码：

  1. var srcInt = int16(-255)
  2. dstInt := int8(srcInt)

变量 srcInt 的值是 int16 类型的 -255，而变量 dstInt 的值是由前者转换而来的，类型是 int8。 int16 类型的可表示范围可比 int8 类型大了不少。问题是， dstInt 的值是多少？

首先你要知道，整数在Go语言以及计算机中都是以补码的形式存储的。这主要是为了简化计算机对整数的运算过程。（负数的）补码其实就是原码各位求反再加1。

比如， int16 类型的值 -255 的补码是 1111111100000001。如果我们把该值转换为 int8 类型的值，那么Go语言会把在较高位置（或者说最左边位置）上的8位二进制数直接截掉，从而得到 00000001。

又由于其最左边一位是 0，表示它是个正整数，以及正整数的补码就等于其原码，所以 dstInt 的值就是 1。

一定要记住，当整数值的类型的有效范围由宽变窄时，只需在补码形式下截掉一定数量的高位二进制数即可。

类似的快刀斩乱麻规则还有：当把一个浮点数类型的值转换为整数类型值时，前者的小数部分会被全部截掉。

第二，虽然直接把一个整数值转换为一个 string 类型的值是可行的，但值得关注的是，被转换的整数值应该可以代表一个有效的Unicode代码点，否则转换的结果将会是 "�"（仅由高亮的问号组成的字符串值）。

字符 '�' 的Unicode代码点是 U+FFFD。它是Unicode标准中定义的Replacement Character，专用于替换那些未知的、不被认可的以及无法展示的字符。

我肯定不会去问“哪个整数值转换后会得到哪个字符串”，这太变态了！但是我会写下：

  1. string(-1)

并询问会得到什么？这可是完全不同的问题啊。由于 -1 肯定无法代表一个有效的Unicode代码点，所以得到的总会是 "�"。在实际工作中，我们在排查问题时可能会遇到 �，你需要知道这可能是由于什么引起的。

第三个知识点是关于 string 类型与各种切片类型之间的互转的。

你先要理解的是，一个值在从 string 类型向 []byte 类型转换时代表着以UTF-8编码的字符串会被拆分成零散、独立的字节。

除了与ASCII编码兼容的那部分字符集，以UTF-8编码的某个单一字节是无法代表一个字符的。

  1. string([]byte{'\xe4', '\xbd', '\xa0', '\xe5', '\xa5', '\xbd'}) // 你好

比如，UTF-8编码的三个字节 \xe4、 \xbd 和 \xa0 合在一起才能代表字符 '你'，而 \xe5、 \xa5 和 \xbd 合在一起才能代表字符 '好'。

其次，一个值在从 string 类型向 []rune 类型转换时代表着字符串会被拆分成一个个Unicode字符。

  1. string([]rune{'\u4F60', '\u597D'}) // 你好

当你真正理解了Unicode标准及其字符集和编码方案之后，上面这些内容就会显得很容易了。什么是Unicode标准？我会首先推荐你去它的 官方网站 一探究竟。

问题2. 什么是别名类型？什么是潜在类型？

我们可以用关键字 type 声明自定义的各种类型。当然了，这些类型必须在Go语言基本类型和高级类型的范畴之内。在它们当中，有一种被叫做“别名类型”的类型。我们可以像下面这样声明它：

  1. type MyString = string

这条声明语句表示， MyString 是 string 类型的别名类型。顾名思义，别名类型与其源类型的区别恐怕只是在名称上，它们是完全相同的。

源类型与别名类型是一对概念，是两个对立的称呼。别名类型主要是为了代码重构而存在的。更详细的信息可参见Go语言官方的文档 Proposal: Type Aliases。

Go语言内建的基本类型中就存在两个别名类型。 byte 是 uint8 的别名类型，而 rune 是 int32 的别名类型。

一定要注意，如果我这样声明：

  1. type MyString2 string // 注意，这里没有等号。

MyString2 和 string 就是两个不同的类型了。这里的 MyString2 是一个新的类型，不同于其他任何类型。

这种方式也可以被叫做对类型的再定义。我们刚刚把 string 类型再定义成了另外一个类型 MyString2。

6.程序实体的那些事儿 （下） - 图2

（别名类型、类型再定义与潜在类型）

对于这里的类型再定义来说， string 可以被称为 MyString2 的潜在类型。潜在类型的含义是，某个类型在本质上是哪个类型。

潜在类型相同的不同类型的值之间是可以进行类型转换的。因此， MyString2 类型的值与 string 类型的值可以使用类型转换表达式进行互转。

但对于集合类的类型 []MyString2 与 []string 来说这样做却是不合法的，因为 []MyString2 与 []string 的潜在类型不同，分别是 []MyString2 和 []string。另外，即使两个不同类型的潜在类型相同，它们的值之间也不能进行判等或比较，它们的变量之间也不能赋值。

总结

在本篇文章中，我们聚焦于类型。Go语言中的每个变量都是有类型的，我们可以使用类型断言表达式判断变量是哪个类型的。

正确使用该表达式需要一些小技巧，比如总是应该把结果赋给两个变量。另外还要保证被判断的变量是接口类型的，这可能会用到类型转换表达式。

我们在使用类型转换表达式对变量的类型进行转换的时候，会受到一套规则的严格约束。

我们必须关注这套规则中的一些细节，尤其是那些Go语言命令不会帮你检查的细节，否则就会踩进所谓的“陷阱”中。

此外，你还应该搞清楚别名类型声明与类型再定义之间的区别，以及由此带来的它们的值在类型转换、判等、比较和赋值操作方面的不同。

思考题

本篇文章的思考题有两个。

  1. 除了上述提及的那些，你还认为类型转换规则中有哪些值得注意的地方？
  2. 你能具体说说别名类型在代码重构过程中可以起到哪些作用吗？

这些问题的答案都在文中提到的官方文档之中。

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