正文

不變性的概念非常簡(jiǎn)單，在您創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體后，就永遠(yuǎn)無(wú)法修改它。這個(gè)概念聽(tīng)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，但您的程序想利用它從中收益并不是那么容易。接下來(lái)我們?cè)?Go 中，使用不變性概念，來(lái)讓您的代碼更具有可讀性和穩(wěn)定性。

減少對(duì)全局或外部狀態(tài)的依賴

當(dāng)我們使用相同的參數(shù)，執(zhí)行相同的函數(shù)兩次，我們的預(yù)期，應(yīng)該得到相同的結(jié)果。但是當(dāng)我們的函數(shù)中依賴外部狀態(tài)或全局變量時(shí)，函數(shù)可能會(huì)輸出不同的結(jié)果。我們最好避免這種情況。

函數(shù)的參數(shù)總是給定的，那我們調(diào)用，總是可以返回相同的函數(shù)。如果您有一個(gè)共享全局變量用于函數(shù)內(nèi)部的某些內(nèi)容，請(qǐng)考慮將該變量作為參數(shù)傳遞，而不是直接函數(shù)內(nèi)部使用它。

這可以讓您的函數(shù)返回值更加可預(yù)測(cè)，并且更加易于測(cè)試，整個(gè)代碼的可讀性也會(huì)得到提高，因?yàn)檎{(diào)用者會(huì)知道，哪些值會(huì)影響函數(shù)的行為，參數(shù)的作用不就是會(huì)影響返回值的嗎？

讓我們看一個(gè)例子。

package main
import (
   "fmt"
   "math/rand"
   "time"
)
var randNum int
func main() {
   s1 := rand.NewSource(time.Now().UnixNano())
   r1 := rand.New(s1)
   randNum = r1.Intn(100)
   fmt.Println(Add(1, 1))
}
func Add(a, b int) int {
   return a + b + randNum
}

Add 函數(shù)中使用了全局變量 randNum 作為計(jì)算的一部分，從函數(shù)簽名中并沒(méi)有體現(xiàn)這一點(diǎn)。更好的方法是，全局變量 randNum 應(yīng)該作為參數(shù)傳遞，如下所示。

func Add(a, b, randNum int) int {
   return a + b + randNum
}

這樣更具有可預(yù)測(cè)性，而且我們?nèi)绻枰薷娜雲(yún)?，影響的作用域也僅在 Add 函數(shù)中。

僅導(dǎo)出結(jié)構(gòu)體的函數(shù)，而不是成員變量

我們知道，Go 結(jié)構(gòu)體中的成員變量，如果首字母為大寫，那么該成員變量對(duì)外可見(jiàn)（這是編譯器決定的）?；氐轿覀兊牟┛停瑑H導(dǎo)出結(jié)構(gòu)體函數(shù)，而不是成員變量，目的是希望成員變量的數(shù)據(jù)被保護(hù)，保證成員變量的有效的狀態(tài)！因?yàn)檫@可以讓您的代碼更加可靠，您不必維護(hù)每個(gè)修改該成員變量的操作，因?yàn)檫@些操作都將無(wú)效。

舉一個(gè)例子

ackage main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) SetBullet(bullet int) {
	a.bullet = bullet
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47.SetBullet(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

我們定義了一個(gè)結(jié)構(gòu)體 AK47，這把槍有一個(gè)成員變量 bullet 子彈數(shù)，它是非導(dǎo)出字段，我們還定義了一個(gè)構(gòu)造函數(shù) NewAK47 和一個(gè) GetBullet 函數(shù)。

一旦創(chuàng)建了 AK47，就無(wú)法更改它的成員變量 bullet 了。此時(shí)您可能會(huì)有疑惑，如果我們需要修改成員變量呢？別急，您可以試試下面的方法。

在函數(shù)中使用復(fù)制值，而不是使用指針

在上一個(gè)副標(biāo)題中，我們提到了一個(gè)概念，在創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體后永遠(yuǎn)不要更改它。然而在實(shí)際中，我們經(jīng)常需要修改結(jié)構(gòu)體中的成員變量。

我們?cè)谑褂貌蛔冃缘耐瑫r(shí)，仍然可以維護(hù)實(shí)例化結(jié)構(gòu)體的多個(gè)狀態(tài)，這并不意味著我們打破了結(jié)構(gòu)體創(chuàng)建后不要更改它，我們更改的是它的副本，也就是復(fù)制后的結(jié)構(gòu)體。復(fù)制后的結(jié)構(gòu)體？難道我們需要去實(shí)現(xiàn)很多復(fù)制結(jié)構(gòu)體每個(gè)字段的函數(shù)嗎？

當(dāng)然不，我們可以利用 Go 的特性，在調(diào)用函數(shù)時(shí)，入?yún)⑹菑?fù)制值的行為。對(duì)于需要修改結(jié)構(gòu)體中成員變量的操作，我們可以創(chuàng)建一個(gè)函數(shù)，該函數(shù)接收結(jié)構(gòu)體為參數(shù)，并且返回一個(gè)修改后的結(jié)構(gòu)體副本。

我們可以在不改變調(diào)用方結(jié)構(gòu)體的情況下，修改該副本的任何內(nèi)容，這意味著對(duì)于原結(jié)構(gòu)體沒(méi)有任何副作用，并且該結(jié)構(gòu)體的值仍然是可預(yù)測(cè)的。

不知道您有沒(méi)有用過(guò) Go 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的 Slice 切片，其中的 append 函數(shù)就使用了這個(gè)方法。讓我們接著用 AK47 來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法

代碼如下

package main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) AddBullet(ak47 AK47) AK47 {
	newAK47 := NewAK47(a.GetBullet() + ak47.GetBullet())
	return newAK47
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	add := NewAK47(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47 = ak47.AddBullet(add)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

如您所見(jiàn)，我們通過(guò) AddBullet 函數(shù)增加槍的子彈，但實(shí)際上并沒(méi)有更改傳入的結(jié)構(gòu)體中的任何成員變量。最后，返回了一個(gè)帶有更新字段的新 AK47 結(jié)構(gòu)體。

與復(fù)制值相比，指針更有優(yōu)勢(shì)，尤其是當(dāng)您的結(jié)構(gòu)體成員變量、內(nèi)容非常大時(shí)時(shí)，這種方法，通過(guò)復(fù)制的方式修改數(shù)據(jù)，可能會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。您應(yīng)該問(wèn)自己，這么做是否值得，例如您正在編寫并發(fā)代碼？

總結(jié)

您在使用不變量時(shí)，請(qǐng)務(wù)必先權(quán)衡利弊。實(shí)現(xiàn)本篇博客中所描述的方法，需要大量的代碼。但是，如果我們?cè)诰帉懖l(fā)代碼時(shí)，不考慮共享變量的不可變性，往往會(huì)出現(xiàn)與預(yù)期不符的情況，例如內(nèi)存競(jìng)態(tài)問(wèn)題？其實(shí)我想說(shuō)的就是線程安全問(wèn)題 : - ）

實(shí)現(xiàn)不變性，也可能出現(xiàn)嚴(yán)重的性能問(wèn)題！這是一把雙刃劍。請(qǐng)不要過(guò)早的優(yōu)化代碼。

以上就是Go通過(guò)不變性優(yōu)化程序詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Go 程序不變性的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！