Go iota 原理和源碼剖析

neu 發(fā)布于2021-11-17 17:00 / 3489人閱讀

摘要：本文會從書寫方法使用場景實現(xiàn)原理以及優(yōu)缺點等各方面剖析關(guān)鍵字。原理源碼在語言代碼庫中，只有一句定義語句，位于內(nèi)建文件中是一個預(yù)聲明的標(biāo)識符，它的值是。在常量聲明中，作為當(dāng)前代碼塊中的整數(shù)序數(shù)。

iota 是 Go 語言的一個保留字，用作常量計數(shù)器。由于 iota 具有自增特性，所以可以簡化數(shù)字增長的常量定義。

iota 是一個具有魔法的關(guān)鍵字，往往令初學(xué)者難以理解其原理和使用方法。

本文會從書寫方法、使用場景、實現(xiàn)原理以及優(yōu)缺點等各方面剖析 iota 關(guān)鍵字。?

1. 書寫方法

正確寫法：

const (  FirstItem = iota  SecondItem  ThirdItem)// 或者const SingleItem = iota

錯誤寫法：

var FirstItem = iota// 或者println(iota)

iota 只能用于常量表達(dá)式，而且必須在 const 代碼塊中出現(xiàn)，不允許出現(xiàn)在其它位置。

2. 使用場景

iota 的主要使用場景用于枚舉。Go 語言的設(shè)計原則追求極盡簡化，所以沒有枚舉類型，沒有 enum關(guān)鍵字。

Go 語言通常使用常量定義代替枚舉類型，于是 iota 常常用于其中，用于簡化代碼。

例如：

package mainconst (  B  = 1 << (10 * iota) // 1 << (10*0)  KB                    // 1 << (10*1)  MB                    // 1 << (10*2)  GB                    // 1 << (10*3)  TB                    // 1 << (10*4)  PB                    // 1 << (10*5)  EB                    // 1 << (10*6)  ZB                    // 7 << (10*5))func main() {  println(B, KB, MB, GB, TB)}

輸出結(jié)果：

1 1024 1048576 1073741824

我們也可以直接這樣書寫這段代碼：

  const (    B  = 1    KB = 1024    MB = 1048576    GB = 1073741824    ...  )

兩段代碼對比來看，使用 iota 的代碼顯然簡潔優(yōu)雅很多。不使用 iota 的代碼，對于代碼潔癖者來說，簡直就是一坨，不可接受。

而 Go 語言的發(fā)明者，恰恰具有代碼潔癖，而且還是深度潔癖。Go 語言設(shè)計初衷之一：追求簡潔優(yōu)雅。?

3. iota 原理

iota 源碼在 Go 語言代碼庫中，只有一句定義語句，位于內(nèi)建文件 go/src/builtin/builtin.go 中：

const iota = 0 // Untyped int.

iota 是一個預(yù)聲明的標(biāo)識符，它的值是 0。在 const 常量聲明中，作為當(dāng)前 const 代碼塊中的整數(shù)序數(shù)。

從 Go 語言代碼庫的代碼看，iota 只是一個簡單的整數(shù) 0，為什么能夠作為常量計數(shù)器，進(jìn)行常量自增呢？它的源碼到底在哪里？

我們做一個小試驗，就會理解其中的道理，看一段代碼：

package mainconst (  FirstItem = iota  SecondItem  ThirdItem)func main() {  println(FirstItem)  println(SecondItem)  println(ThirdItem)}

非常簡單，就是打印 FirstItem，SecondItem，ThirdItem。

編譯上述代碼：

go tool compile -N -l main.go

使用 -N -l 編譯參數(shù)用于禁止內(nèi)聯(lián)和優(yōu)化，防止編譯器優(yōu)化和簡化代碼，弄亂次序。這樣便于閱讀匯編代碼。

導(dǎo)出匯編代碼：

go tool objdump main.o

截取部分結(jié)果如下：

TEXT %22%22.main(SB) gofile../Users/wangzebin/test/test/main.go...main.go:10    MOVQ $0x0, 0(SP)  // 對應(yīng)源碼 println(FirstItem)main.go:10    CALL 0x33b [1:5]R_CALL:runtime.printint...main.go:11    MOVQ $0x1, 0(SP)  // 對應(yīng)源碼 println(SecondItem)main.go:11    CALL 0x357 [1:5]R_CALL:runtime.printint...main.go:11    MOVQ $0x2, 0(SP)  // 對應(yīng)源碼 println(ThirdItem)main.go:11    CALL 0x373 [1:5]R_CALL:runtime.printint...

編譯之后，對應(yīng)的常量 FirstItem、SecondItem 和 ThirdItem，分別替換為$0x0、$0x1 和 $0x2。

這說明：Go代碼中定義的常量，在編譯時期就會被替換為對應(yīng)的常量。當(dāng)然 iota，也不可避免地在編譯時期，按照一定的規(guī)則，被替換為對應(yīng)的常量。

所以，Go 語言源碼庫中是不會有 iota 源碼了，它的魔法在編譯時期就已經(jīng)施展完畢。也就是說，解釋 iota 的代碼包含在 go 這個命令和其調(diào)用的組件中。

如果你要閱讀它的源碼，準(zhǔn)確的說，閱讀處理 iota 關(guān)鍵字的源碼，需要到 Go 工具源碼庫中尋找，而不是 Go 核心源碼庫。

4. iota 規(guī)則

使用 iota，雖然可以書寫簡潔優(yōu)雅的代碼，但對于不熟悉規(guī)則的人來講，又帶來的很多不必要的麻煩和誤解。

對于引入 iota，到底好是不好，每個人都有自己的評價。實際上，有些不常用的寫法，甚至有些賣弄編寫技巧的的寫法，并不是設(shè)計者的初衷。

大多數(shù)情況下，我們還是使用最簡單最明確的寫法，iota 只是提供了一種選擇而已。一個工具使用的好壞，取決于使用它的人，而不是工具本身。

以下是 iota 編譯規(guī)則：

1) 依賴 const

iota 依賴于 const 關(guān)鍵字，每次新的 const 關(guān)鍵字出現(xiàn)時，都會讓 iota 初始化為0。

const a = iota // a=0const (  b = iota     // b=0  c            // c=1)

2) 按行計數(shù)

iota 按行遞增加 1。

const (  a = iota     // a=0  b            // b=1  c            // c=2)

3) 多個iota

同一 const 塊出現(xiàn)多個 iota，只會按照行數(shù)計數(shù)，不會重新計數(shù)。

  const (    a = iota     // a=0    b = iota     // b=1    c = iota     // c=2  )

與上面的代碼完全等同，b 和 c 的 iota 通常不需要寫。

4) 空行處理

空行在編譯時期首先會被刪除，所以空行不計數(shù)。

  const (    a = iota     // a=0    b            // b=1    c            // c=2  )

5) 跳值占位

占位 "_"，它不是空行，會進(jìn)行計數(shù)，起到跳值作用。

  const (    a = iota     // a=0    _            // _=1    c            // c=2  )

6) 開頭插隊

開頭插隊會進(jìn)行計數(shù)。

const (    i = 3.14 // i=3.14    j = iota // j=1    k = iota // k=2    l        // l=3)

7) 中間插隊

中間插隊會進(jìn)行計數(shù)。

const (    i = iota // i=0    j = 3.14 // j=3.14    k = iota // k=2    l        // l=3)

8) 一行多個iota

一行多個iota，分別計數(shù)。

const (    i, j = iota, iota // i=0,j=0    k, l              // k=1,l=1)

參考資料：

1. go語言編程

2. 編程寶庫

云服務(wù)器 GPU云服務(wù)器 Python源碼剖析 webrtc源碼剖析視頻 go語言編程源碼 go語言服務(wù)器源碼

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