Go 语言中的作用域

理解 Go 语言中的作用域是怎么起作用的，需要一些关于块的预备知识，这在 “[Go 语言中的代码块](https://studygolang.com/articles/12632)” 文章中有讲。 一个标识符的作用域是标识符与某个值，比如变量、常量、包等，进行绑定的那一部分源码（有时甚至是全部）。 ```go package main import "fmt" func main() { { v := 1 { fmt.Println(v) } fmt.Println(v) } // 编译错误：“undefined: v” // fmt.Println(v) } ``` 对于有经验的工程师,很容易就能判断出程序的输出应该是这样的： ``` > ./bin/sandbox 1 1 ``` 最后一行的 fmt.Println 被注释了，因为它会引起编译错误。很快我们就来解释这是为什么。简单的说，变量 v 在包含定义它代码块的大括号之外，就超出它的作用域了。 值得一提的是，给变量赋一个新的值并不影响它的作用域（也叫可见性）： ```go v := 1 { v = 2 // 赋值 fmt.Println(v) } fmt.Println(v) ``` 输出： ``` >./bin/sandbox 2 2 ``` 而且它与下面的代码运行结果不同： ```go v := 1 { v := 2 // 简短变量声明方式 fmt.Println(v) } fmt.Println(v) ``` 这段代码的输出是： ``` >./bin/sandbox 2 1 ``` 作用域与标识符的定义紧密相关（更准确的说是与标识符被声明的地方） ## 变量或者常量的声明 变量标识符的作用域能到达最内层的代码块（不论是隐含的或者是显式用大括号包围起来的）： ```go func main() { { v := 1 { fmt.Println(v) { fmt.Println(v) } } fmt.Println(v) } } ``` 这段代码是 100% 有效的代码，运行结果为： ``` > ./bin/sandbox 1 1 1 ``` 作用域从变量被声明的那一行代码开始。 ```go func main() { fmt.Println(v) v := 1 } ``` 所以这段代码会抛出一个编译错误 “undefined: v”。简短变量声明方式可以一次性声明多个变量： ```go a, b := 0, 1 ``` 但是标识符从它被声明语句结束的地方开始有效，所以，下面这一句是错的： ```go a, b := 1, a // 未定义的: a ``` 对于简短变量声明，上述作用域规则同样适用： - 变量声明（使用 var 关键字） - 常量声明（使用 const 声明） 在括起来的变量或常量声明中，变量或者常量从它们被声明的语句之后就生效，而不需要等整个括起来的代码结束，所以下面的代码是有效的： ```go var ( a = 1 // 变量声明 no. 1 b = a // 变量声明 no. 2 ) fmt.Println(a, b) ``` 运行结果是： ``` > ./bin/sandbox 1 1 ``` 同样的，如果在括起来的声明中，如果用简短方式声明多个变量， ```go var ( a, b = 1, a ) ``` 这样的代码同样会报编译错误 —— “undefined: a” ## 类型声明 就作用域而言，类型声明与变量或者常量一样 —— 一直作用到最内层的代码块。但是与变量或常量不同的是，类型声明从标识结束的地方就开始生效了，而不是从类型定义代码结束的地方才生效。这一点额外的“空间”让类型递归称为可能： ```go type X struct { name string next *X } x := X{name: "foo", next: &X{name: "bar"}} fmt.Println(x.name) fmt.Println(x.next.name) fmt.Println(x.next.next) ``` 输出： ``` > ./bin/sandbox foo bar <nil> ``` next 字段必须是一个指针，下面这样的定义是不合法的： ```go type X struct { name string next X } ``` 因为编译器会抛出 “invalid recursive type X” 的错误，产生这个错误的原因是，当创建类型 X 时，要计算这个类型的大小，而编译器发现类型 X 的 next 字段也是 X 类型，一个同样的还没有确定大小的字段，于是我们会陷入一个无穷递归中。但是如果是一个指针类，编译器就能知道在指定平台上指针类型的确定大小。 ## 预定义标识符 有很多内置的标识符： - 类型：bool, int32, int64, float64, … - nil - 函数： make, new, panic, … - 常量，比如 true/false 它们有全局的作用域，所以它们可以在代码的任何地方使用。 ## Imports 当导入包时，包内名称的作用域就是在文件块内。这样包内的标识符只能在包已经被正确导入后，通过 f.ex 的方式来引用。 ```go // sandbox.go package main import "fmt" func main() { fmt.Println("main") f() } // utils.go package main func f() { fmt.Println("f") } ``` 当编译以上包时，编译器会抛出错误：“undefined: fmt in fmt.Println”。 ## 顶级的标识符 在任何函数外声明的变量，常量，类型，函数，在整个包内是可见的（作用域是整个包） ```go // sandbox.go package main func main() { f() } // utils.go package main import "fmt" func f() { fmt.Println("It works!") } ``` 以上代码可以编译并运行输出： ``` > ./bin/sandbox It works! ``` ## 函数和方法 方法的调用者，函数参数 或者 返回值仅仅在函数体内可以访问 —— 这个显而易见的就不用代码演示了。 ## 遮蔽（Shadowing） 在同一个代码块中，一个标识符不能被声明两次。但是在内部的代码块中可以重新声明外部被声明了的标识符（代码块可以像洋葱那样一层层嵌套的）。如果在内层重新声明了标识符，那么在代码中起作用的声明是离代码最近的最里层的那个声明: ```go v := "outer" fmt.Println(v) { v := "inner" fmt.Println(v) { fmt.Println(v) } } { fmt.Println(v) } fmt.Println(v) ``` 输出： ``` > ./bin/sandbox outer inner inner outer outer ``` ## 参考资料 - [《Go语言规范》](https://golang.org/ref/spec#Declarations_and_scope) - [《Go 语言中的代码块》](https://studygolang.com/articles/12632)