likes
comments
collection
share

Go基础语法问题总结

作者站长头像
站长
· 阅读数 6

什么是闭包？闭包有什么缺陷？

闭包的工作原理

在Go语言中，闭包通常是通过匿名函数实现的。一个闭包可以访问并绑定其外部函数作用域中的变量，即便这个外部作用域的函数已经结束执行。

例如：

goCopy code
func outerFunction() func() int {
    var x int = 10
    return func() int {
        x++
        return x
    }
}

func main() {
    closure := outerFunction()
    fmt.Println(closure()) // 输出 11
    fmt.Println(closure()) // 输出 12
}

在这个例子中，outerFunction 返回一个匿名函数，这个匿名函数形成了一个闭包。闭包捕获了变量 x，并在每次调用时修改它。即使outerFunction的执行已经结束，变量x的状态仍然被闭包保留。

闭包的用途

  1. 数据封装：闭包可以用于创建私有变量，这在Go中尤其有用，因为Go没有提供像其他一些语言那样的类和对象的封装机制。
  2. 回调函数：在异步编程或事件驱动编程中，闭包常被用作回调函数，它们能够捕获并操作外部的状态。
  3. 实现生成器和迭代器：通过闭包，可以轻松地实现生成器和迭代器模式，用于生成序列或遍历集合。

需要注意的问题

  1. 内存泄漏：如果闭包长时间存在，并且捕获了大量数据或复杂的对象，可能会阻止这些对象被垃圾回收，从而导致内存泄漏。
  2. 变量共享和并发问题：在闭包中使用外部变量时，特别是在并发环境下，需要小心处理共享变量的并发访问，以避免竞态条件。
  3. 生命周期管理：需要明确闭包及其捕获变量的生命周期，确保在不再需要时能够及时释放资源。

小结

闭包在Go中是一种强大的构造，它提供了函数式编程的某些特性，如高阶函数和状态封装。然而，正确理解和管理闭包是非常重要的，特别是在涉及到内存和并发的时候，错误的使用可能会导致程序中出现难以发现的bug。正确使用闭包，可以使得代码更加简洁、灵活，并且富有表现力。

什么情况下会出现栈溢出

o 语言中栈溢出（stack overflow）通常发生在以下几种情况：

  1. 深度递归调用：最常见的栈溢出原因是深度递归调用。在Go中，每个goroutine初始只有一个小的栈空间（通常在几KB左右），尽管这个栈是可以动态增长的，但是如果递归调用过深，栈的大小会超过系统允许的最大限制，从而导致栈溢出。例如，一个未正确处理终止条件的递归函数可能导致栈溢出。
  2. 过大的栈变量：在Go中，局部变量是存储在栈上的。如果你在函数中声明了非常大的局部变量（比如，大数组或结构体），它可能会占用过多的栈空间，导致栈溢出。
  3. 高并发的goroutines：虽然每个goroutine开始时栈很小，但创建大量goroutine可能会导致系统总的栈空间不足。这种情况虽然不常见，但在处理高并发任务时可能发生。
  4. 无限递归与互相调用：如果两个或多个函数互相递归调用，且没有适当的退出条件，也可能导致栈空间被耗尽。

为避免栈溢出，需要确保递归函数有有效的终止条件，避免在栈上分配过大的数据结构，以及合理控制goroutine的数量。如果确实需要处理深度递归或大量并发，应考虑使用堆分配（使用new或make），或其他方法来避免过多占用栈空间。在设计程序时，考虑栈空间的限制是非常重要的，尤其是在处理复杂的数据结构或并发场景时。

什么是不定参数？调用方法的时候,不定参数可以传入0个值吗？方法内部怎么使用不定参数？

不定参数（Variadic Parameters）是一种特殊的函数参数，它允许你向函数传递零个或多个同类型的参数。在Go语言中，这是通过在参数类型前加上省略号 ... 来实现的。不定参数主要用于情况不定或数量不定的参数。

可以传入0个值吗？

是的，可以传入0个值。不定参数允许调用时不传递任何参数，这意味着参数列表可以为空。

如何在函数内部使用不定参数？

在函数内部，这些参数表现为同类型的切片。因此，你可以像处理任何切片一样处理它们，例如使用循环遍历所有元素。

示例

下面是一个Go语言中使用不定参数的示例：

goCopy code
package main

import "fmt"

// sum 接受不定数量的int类型参数
func sum(nums ...int) int {
    total := 0
    for _, num := range nums {
        total += num
    }
    return total
}

func main() {
    fmt.Println(sum(1, 2, 3)) // 输出 6
    fmt.Println(sum())        // 输出 0，没有传入任何参数
    fmt.Println(sum(10, 20))  // 输出 30
}

在这个例子中，函数 sum 接受不定数量的 int 类型参数。在 sum 函数内部，nums 是一个 int 类型的切片，我们可以遍历它来计算总和。可以看到，即使没有传递任何参数，该函数也能正常调用。

注意事项

  • 不定参数必须是函数签名中的最后一个参数。
  • 函数内部将不定参数视为相应类型的切片。
  • 也可以将一个切片直接作为不定参数传递给函数，但需要在切片后加上省略号（例如 sum(slice...)）。

什么是defer？你能解释一下defer的运作机制吗？

在 Go 语言中，defer 语句的实现自 Go 1.13 和 1.14 版本以来经历了几次优化，这些优化显著降低了在大多数情况下 defer 的性能开销。这是因为每个版本都为 defer 添加了新的机制，允许编译器根据版本和情况在编译时为每个 defer 语句选择不同的机制，以更轻量的方式运行调用。

defer 的三种实现机制

  1. 堆分配（Heap Allocation） :

    • 在 Go 1.13 之前的版本中，所有的 defer 都在堆上分配。这种机制涉及两个步骤：

      • 在 defer 语句的位置插入 runtime.deferproc。
      • 在函数返回前的位置插入 runtime.deferreturn。执行时，延迟调用会从 Goroutine 的链接列表中提取并执行，多个延迟调用作为递归调用依次执行。

  2. 栈分配（Stack Allocation） :

    • Go 1.13 通过引入 deferprocStack，以栈上分配的形式取代 deferproc，在函数返回时释放 _defer，从而消除了与内存分配相关的性能开销，只需简单维护 _defer 的链表。

  3. 开放编码（Open Coding） :

    • Go 1.14 继续引入了开放编码优化，这消除了在运行时调用 deferproc 或 deferprocStack 的需要。在这种机制下，延迟调用直接插入到函数返回之前，而在运行时 deferreturn 不再进行尾递归调用，而是通过循环迭代执行所有延迟的函数。
    • 这种机制使 defer 的开销几乎可以忽略不计，唯一的运行时成本是存储参与延迟调用的信息。

使用条件

  • 如果编译器优化没有被禁用（即未设置 -gcflags "-N"）。
  • 在函数中的 defer 语句数量不超过 8 个，且 return 语句和 defer 语句的乘积不超过 15。
  • defer 关键字不能在循环中执行。

这些优化使得 Go 语言中 defer 语句的使用在绝大多数情况下都变得更为高效。不过，根据具体的代码结构和编译器版本，使用的具体机制可能有所不同

选择不同 defer 实现机制的条件

在 Go 语言中，编译器会根据不同的情况选择适用于 defer 语句的最优机制。以下是选择不同 defer 实现机制的条件：

  1. 堆分配（Heap Allocation） :

    • 在 Go 1.13 之前，默认使用的是堆分配机制。
    • 如果 defer 语句在循环中使用，或者在函数中有大量 defer 调用的情况下，可能仍然会使用堆分配。

  2. 栈分配（Stack Allocation） :

    • Go 1.13 引入的栈分配机制，适用于大多数常规情况，特别是当 defer 语句不在循环中，且函数中的 defer 调用数量适中。
    • 栈分配的主要优势是减少内存分配的开销，因为 _defer 结构在函数返回时一并释放。

  3. 开放编码（Open Coding） :

    • Go 1.14 引入的开放编码机制用于那些更为轻量级的场景，其中 defer 调用的数量相对较少，通常不超过 8 个，且 defer 语句不位于循环中。
    • 当编译器优化没有被禁用（例如未设置 -gcflags "-N"）时，会优先考虑使用这种机制。
    • 这种机制几乎消除了所有的运行时开销，因为延迟调用直接嵌入到函数返回的位置。

总的来说，Go 编译器会根据 defer 语句的上下文以及编译器的优化设置来选择最合适的机制。在日常使用中，你通常不需要担心这些细节，因为 Go 编译器会自动为你选择最高效的实现方式。这些优化确保了即使频繁使用 defer，性能开销也被最小化。

1. 堆分配（Heap Allocation）

优点:

  • 通用性：在早期版本的 Go 中，这是唯一的实现方式，适用于所有情况。
  • 完整性：支持所有类型的 defer 使用场景，包括复杂的函数结构和循环内部的 defer。

缺点:

  • 性能开销：每个 defer 语句都需要进行内存分配，这增加了运行时开销。
  • 效率低下：由于涉及堆内存的操作，这种机制在性能方面不是最优的。

2. 栈分配（Stack Allocation）

优点:

  • 性能提升：通过在栈上分配 _defer 结构，减少了内存分配的开销，提高了性能。
  • 延迟调用优化：相比于堆分配，栈分配更高效，因为它避免了不必要的内存分配和释放。

缺点:

  • 适用性限制：在某些复杂的场景（如循环中的 defer 或过多的 defer 调用）中，可能仍需回退到堆分配机制。

3. 开放编码（Open Coding）

优点:

  • 最小化开销：基本消除了 defer 的性能开销，使 defer 在大多数情况下成本非常低。
  • 简化实现：通过在编译时直接在函数退出前插入延迟调用的代码，简化了运行时的处理。

缺点:

  • 使用限制：仅在 defer 的数量和复杂度较低的情况下使用。例如，函数中 defer 的数量不超过 8，且不在循环中。
  • 编译器优化依赖：如果编译器优化被禁用，这种机制将不会被使用。

总的来说，随着 Go 语言版本的发展，defer 的实现机制越来越高效，尤其是在 Go 1.14 引入的开放编码机制，显著降低了 defer 的性能开销。在日常使用中，大多数情况下开发者不需要担心这些细节，因为编译器会自动选择最合适的实现。

一个方法内部defer能不能超过8个？

根据开放编码的使用条件解释

defer内部能不能修改返回值？怎么改？

在函数返回时，返回值已经被确定，但如果使用命名返回值，defer 可以修改这些返回值。命名返回值是在函数定义时就给出的返回变量名。

defer 的执行顺序是后进先出，即最后一个 defer 语句将首先执行。如果有多个 defer 修改返回值，后执行的 defer 将影响最终的返回值。

数组和切片有什么区别？

在Go语言中，数组和切片是两种不同的数据类型，它们有一些重要的区别：

  1. 长度：

    • 数组：数组的长度是固定的，它是数组类型的一部分。一旦声明，数组的大小不能更改。
    • 切片：切片是对数组的抽象。切片的长度是可变的，它提供了对数组子序列的灵活访问。

  2. 声明方式：

    • 数组：在声明数组时，你需要指定元素的数量。例如，var a [5]int 声明了一个包含5个整数的数组。
    • 切片：切片的声明不需要指定元素数量。例如，var s []int 声明了一个整数切片。

  3. 内部结构：

    • 数组：数组是值类型。当你将一个数组赋值给另一个数组时，会复制所有元素。
    • 切片：切片是引用类型。它实际上包含了三个部分：指向底层数组的指针、切片的长度和容量。当你将一个切片赋值给另一个切片时，两个切片将引用同一个数组。

  4. 零值：

    • 数组：数组的零值是其类型的零值构成的数组。例如，[5]int 的零值是 [0, 0, 0, 0, 0]。
    • 切片：切片的零值是 nil。一个 nil 切片的长度和容量都是0。

  5. 性能：

    • 数组：由于数组是值类型，所以在作为参数传递给函数时会复制整个数组，这可能导致性能问题。
    • 切片：切片是引用类型，传递切片给函数时只会复制切片本身，而不会复制其底层数组。

  6. 使用场景：

    • 数组：当你需要固定数量的同类型元素时使用数组。
    • 切片：更加常用，适用于需要动态长度的序列。切片更灵活，是Go中处理序列的主要方式。

简而言之，数组是固定长度的同类型元素序列，而切片则是对数组的封装，提供了更多的灵活性和方便性。在Go的日常编程中，切片的使用频率远高于数组。

切片怎么扩容

Go语言中的切片（slice）扩容是一个自动的过程，当现有切片的容量不足以容纳更多元素时，它会自动进行。理解切片的扩容机制，需要先理解切片的内部结构：切片由三个主要部分构成，指向底层数组的指针、切片的长度（len）和切片的容量（cap）。

切片扩容的原理：

当向切片追加元素，且现有底层数组无法容纳更多元素时（即 len(slice) == cap(slice)），Go会自动进行扩容。这个过程如下：

  1. 分配新数组：Go会创建一个新的数组，其容量通常是原来容量的两倍（对于较大的切片，增长因子可能小于2，但这是由具体实现和切片的当前大小决定的）。//现版本256为分界线
  2. 复制元素：原切片中的元素会被复制到这个新数组中。
  3. 返回新切片：返回的新切片将指向这个新的数组，新切片的长度会增加，并且新切片的容量是新数组的容量。

示例：

goCopy code
s := make([]int, 0, 1) // 初始容量为1
s = append(s, 1)       // 容量足够，直接追加
s = append(s, 2)       // 容量不足，自动扩容，新容量通常为2

在这个例子中，当第二次调用 append 时，切片的容量不足以容纳新元素，因此Go自动创建一个新的底层数组，新数组的容量是原来的两倍。

注意事项：

  • 扩容可能是一个昂贵的操作，因为它涉及到内存分配和元素复制。
  • 扩容的具体行为（如增长因子）可能依赖于Go的版本和具体实现。
  • 当原切片的长度接近其容量时，考虑提前扩容可以避免多次扩容带来的性能损耗。

切片的这种动态扩容特性使得它非常灵活，适合用于实现动态增长的序

作业

实现切片的特定下标的删除操作 简单实现--->高性能实现--->泛型实现--->支持缩容,设计缩容机制

转载自:https://juejin.cn/post/7344186375610220563
评论
请登录