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Go高阶指南05,iota 实现原理

我们知道,iota 常用于 const 表达式中,它的值是从 0 开始,每增加一行,iota 值 +1。

iota 可以简化常量定义,其规则我们慢慢介绍,先来几道热身题看看诸位对 iota 的理解程度。

题目

  1. 下面每个常量值为多少?
type Priority int
const (
 LOG_EMERG Priority = iota
 LOG_ALERT
 LOG_CRIT
 LOG_ERR
 LOG_WARNING
 LOG_NOTICE
 LOG_INFO
 LOG_DEBUG
)

代码源于日志模块,LOG_EMERG值为0,下面每个常量递增1。

  1. 下面每个常量值为多少?
const (
 mutexLocked = 1 << iota // mutex is locked
 mutexWoken
 mutexStarving
 mutexWaiterShift = iota
 starvationThresholdNs = 1e
)

代码源于Go互斥锁Mutex的实现,用于指示各种状态位的地址偏移。

答案:

mutexLocked == 1;
mutexWoken == 2;
mutexStarving == 4;
mutexWaiterShift == 3;
starvationThresholdNs == 1000000
  1. 下面每个常量值为多少?
const (
 bit0, mask0 = 1 << iota, 1<<iota - 1
 bit1, mask1
 _, _
 bit3, mask3
)

答案:

bit0 == 1, 
mask0 == 0, 
bit1 == 2, 
mask1 == 1, 
bit3 == 8, 
mask3 == 7

iota 规则

很多资料介绍规则是:

  1. iota 在 const 关键字出现时被重置为 0 ;
  2. const 声明块中每新增一行 iota 值自增 1;

其实规则就一条: 「iota 表示 const 声明块的行索引(下标从0开始)」

const声明还有个重要特点: 「第一个常量必须指定一个表达 式,后续的常量如果没有表达式,则继承上面的表达式。」

如此,我们再看上面的代码:

const (
 bit0, mask0 = 1 << iota, 1<<iota - 1 //const声明第0行,iota==0
 bit1, mask1 //const声明第1行,iota==1, 表达式继承上面的语句
 _, _ //const声明第2行,iota==2
 bit3, mask3 //const声明第3行,iota==3
)

解析:

  • 第0行的表达式展开即 bit0, mask0 = 1 << 0, 1<<0 - 1 ,所以bit0 == 1,mask0 == 0;
    • 1 << 0 是把1按2进制左移0位,结果还是 1
  • 第1行没有指定表达式继承第一行,即 bit1, mask1 = 1 << 1, 1<<1 - 1 ,所以bit1 == 2,mask1 == 1;
  • 第2行没有定义常量
  • 第3行没有指定表达式继承第一行,即 bit3, mask3 = 1 << 3, 1<<3 - 1 ,所以bit0 == 8,mask0 == 7;

原理

const 块中每一行在 Go 中使用 spec 数据结构描述, spec 声明如下:

ValueSpec struct {
 Doc *CommentGroup // associated documentation; or nil
 Names []*Ident // value names (len(Names) > 0)
 Type Expr // value type; or nil
 Values []Expr // initial values; or nil
 Comment *CommentGroup // line comments; or nil
}

这里只看 ValueSpec.Names,此切片中保存了一行中定义的常量,如果一行定义N个常量,那么 ValueSpec.Names 切片长度即为N。

const块实际上是spec类型的切片,用于表示const中的多行。

编译期间构造常量时的伪算法如下:

for iota, spec := range ValueSpecs {
 for i, name := range spec.Names {
 obj := NewConst(name, iota...) //此处将iota传入,用于构造常量
 ...
 }
}

可以看出 iota 实际上是遍历 const 块的索引,每行中即使多次使用 iota,其值也不会递增。

本文分享自微信公众号 - 微客鸟窝(gophpython),作者:有码无尘

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2021-08-19

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