探索Go語(yǔ)言中的switch高級(jí)用法
最近翻開(kāi)源代碼的時(shí)候看到了一種很有意思的switch用法，分享一下。
注意這里討論的不是typed switch，也就是case語(yǔ)句后面是類(lèi)型的那種。
直接看代碼：
func (s *systemd) Status() (Status, error) {
exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "is-active", s.unitName())
if exitCode == 0 && err != nil {
return StatusUnknown, err
}
switch {
case strings.HasPrefix(out, "active"):
return StatusRunning, nil
case strings.HasPrefix(out, "inactive"):
// inactive can also mean its not installed, check unit files
exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "list-unit-files", "-t", "service", s.unitName())
if exitCode == 0 && err != nil {
return StatusUnknown, err
}
if strings.Contains(out, s.Name) {
// unit file exists, installed but not running
return StatusStopped, nil
}
// no unit file
return StatusUnknown, ErrNotInstalled
case strings.HasPrefix(out, "activating"):
return StatusRunning, nil
case strings.HasPrefix(out, "failed"):
return StatusUnknown, errors.New("service in failed state")
default:
return StatusUnknown, ErrNotInstalled
}
}你也可以在這找到它：代碼鏈接
簡(jiǎn)單解釋下這段代碼在做什么：調(diào)用systemctl命令檢查指定的服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)，具體做法是過(guò)濾systemctl的輸出然后根據(jù)得到的字符串的前綴判斷當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。
有意思的在于這個(gè)switch，首先它后面沒(méi)有任何表達(dá)式；其次在每個(gè)case后面都是個(gè)函數(shù)調(diào)用表達(dá)式，返回值都是bool類(lèi)型的。
雖然看起來(lái)很怪異，但這段代碼肯定沒(méi)有語(yǔ)法問(wèn)題，可以編譯通過(guò)；也沒(méi)有語(yǔ)義或者邏輯問(wèn)題，因?yàn)槿思矣玫暮煤玫模@個(gè)項(xiàng)目接近4000個(gè)星星不是大家亂點(diǎn)的。
這里就不賣(mài)關(guān)子了，直接公布答案：
- 如果
switch后面沒(méi)有任何表達(dá)式，那么它等價(jià)于這個(gè)：switch true； - case表達(dá)式按從上到下從左到右的順序求值；
- 如果case后面的表達(dá)式求出來(lái)的值和switch后面的表達(dá)式的值一樣，那么就進(jìn)入這個(gè)分支，其他case被忽略（除非用了fallthrough，但這會(huì)直接跳進(jìn)下一個(gè)case的分支，不會(huì)執(zhí)行下一個(gè)case上的表達(dá)式）。
那么上面那一串代碼就好理解了：
- 首先是
switch true，期待有個(gè)case能求出true這個(gè)值； - 從上到下執(zhí)行
strings.HasPrefix，如果是false就往下到下一個(gè)case，如果是true就進(jìn)入這個(gè)case的分支。
它等價(jià)于下面這段：
func (s *systemd) Status() (Status, error) {
exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "is-active", s.unitName())
if exitCode == 0 && err != nil {
return StatusUnknown, err
}
if strings.HasPrefix(out, "active") {
return StatusRunning, nil
}
if strings.HasPrefix(out, "inactive") {
// inactive can also mean its not installed, check unit files
exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "list-unit-files", "-t", "service", s.unitName())
if exitCode == 0 && err != nil {
return StatusUnknown, err
}
if strings.Contains(out, s.Name) {
// unit file exists, installed but not running
return StatusStopped, nil
}
// no unit file
return StatusUnknown, ErrNotInstalled
}
if strings.HasPrefix(out, "activating") {
return StatusRunning, nil
}
if strings.HasPrefix(out, "failed") {
return StatusUnknown, errors.New("service in failed state")
}
return StatusUnknown, ErrNotInstalled
}可以看到，光從可讀性上來(lái)說(shuō)的話(huà)兩者很難說(shuō)誰(shuí)更優(yōu)秀；兩者同樣需要注意把常見(jiàn)的情況放在最前面來(lái)減少不必要的匹配（這里的switch-case不能像給整數(shù)常量時(shí)那樣直接進(jìn)行跳轉(zhuǎn)，實(shí)際執(zhí)行和上面給出的if語(yǔ)句是差不多的）。
那么我們?cè)賮?lái)看看兩者的生成代碼，通常我不喜歡去研究編譯器生成的代碼，但這次是個(gè)小例外，對(duì)于執(zhí)行流程上很接近的兩段代碼，編譯器會(huì)怎么處理呢？
我們做個(gè)簡(jiǎn)化版的例子：
func status1(cmdOutput string, flag int) int {
switch {
case strings.HasPrefix(cmdOutput, "active"):
return 1
case strings.HasPrefix(cmdOutput, "inactive"):
if flag > 0 {
return 2
}
return -1
case strings.HasPrefix(cmdOutput, "activating"):
return 1
case strings.HasPrefix(cmdOutput, "failed"):
return -1
default:
return -2
}
}
func status2(cmdOutput string, flag int) int {
if strings.HasPrefix(cmdOutput, "active") {
return 1
}
if strings.HasPrefix(cmdOutput, "inactive") {
if flag > 0 {
return 2
}
return -1
}
if strings.HasPrefix(cmdOutput, "activating") {
return 1
}
if strings.HasPrefix(cmdOutput, "failed") {
return -1
}
return -2
}這是switch版本的匯編：
main_status1_pc0: TEXT main.status1(SB), ABIInternal, $40-24 CMPQ SP, 16(R14) PCDATA $0, $-2 JLS main_status1_pc273 PCDATA $0, $-1 SUBQ $40, SP MOVQ BP, 32(SP) LEAQ 32(SP), BP FUNCDATA $0, gclocals·wgcWObbY2HYnK2SU/U22lA==(SB) FUNCDATA $1, gclocals·J5F+7Qw7O7ve2QcWC7DpeQ==(SB) FUNCDATA $5, main.status1.arginfo1(SB) FUNCDATA $6, main.status1.argliveinfo(SB) PCDATA $3, $1 MOVQ CX, main.flag+64(SP) MOVQ AX, main.cmdOutput+48(SP) MOVQ BX, main.cmdOutput+56(SP) PCDATA $3, $-1 MOVL $6, DI LEAQ go:string."active"(SB), CX PCDATA $1, $0 CALL strings.HasPrefix(SB) NOP TESTB AL, AL JNE main_status1_pc258 MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."inactive"(SB), CX MOVL $8, DI NOP CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JEQ main_status1_pc147 MOVQ main.flag+64(SP), CX TESTQ CX, CX JLE main_status1_pc130 MOVL $2, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc130: MOVQ $-1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc147: MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."activating"(SB), CX MOVL $10, DI CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JNE main_status1_pc243 MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."failed"(SB), CX MOVL $6, DI PCDATA $1, $1 CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JEQ main_status1_pc226 MOVQ $-1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc226: MOVQ $-2, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc243: MOVL $1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc258: MOVL $1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status1_pc273: NOP PCDATA $1, $-1 PCDATA $0, $-2 MOVQ AX, 8(SP) MOVQ BX, 16(SP) MOVQ CX, 24(SP) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) MOVQ 8(SP), AX MOVQ 16(SP), BX MOVQ 24(SP), CX PCDATA $0, $-1 JMP main_status1_pc0
我把inline給關(guān)了，不然hasprefix內(nèi)聯(lián)出來(lái)的東西會(huì)導(dǎo)致整個(gè)匯編代碼難以閱讀。
上面的代碼還是很好理解的，“active”和“inactive”的case被放在一起，如果匹配到了就跳轉(zhuǎn)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的分支；“activing”和“failed”的case也放在了一起，匹配到之后的操作與前面兩個(gè)case一樣（實(shí)際上上面兩個(gè)case的匹配執(zhí)行完就會(huì)跳轉(zhuǎn)到這兩個(gè)，至于為啥要多一次跳轉(zhuǎn)我沒(méi)深究，可能是為了提高L1d的命中率，一大塊指令可能會(huì)導(dǎo)致緩存里放不下從而付出更新緩存的代價(jià)，而有流水線優(yōu)化的情況下一個(gè)jmp帶來(lái)的開(kāi)銷(xiāo)可能低于緩存未命中的懲罰，不過(guò)這在實(shí)踐里很難測(cè)量，權(quán)當(dāng)我在自言自語(yǔ)也行）。最后那一串帶ret的語(yǔ)句塊就是對(duì)應(yīng)的case的分支。
再來(lái)看看if的代碼：
main_status2_pc0: TEXT main.status2(SB), ABIInternal, $40-24 CMPQ SP, 16(R14) PCDATA $0, $-2 JLS main_status2_pc273 PCDATA $0, $-1 SUBQ $40, SP MOVQ BP, 32(SP) LEAQ 32(SP), BP FUNCDATA $0, gclocals·wgcWObbY2HYnK2SU/U22lA==(SB) FUNCDATA $1, gclocals·J5F+7Qw7O7ve2QcWC7DpeQ==(SB) FUNCDATA $5, main.status2.arginfo1(SB) FUNCDATA $6, main.status2.argliveinfo(SB) PCDATA $3, $1 MOVQ CX, main.flag+64(SP) MOVQ AX, main.cmdOutput+48(SP) MOVQ BX, main.cmdOutput+56(SP) PCDATA $3, $-1 MOVL $6, DI LEAQ go:string."active"(SB), CX PCDATA $1, $0 CALL strings.HasPrefix(SB) NOP TESTB AL, AL JNE main_status2_pc258 MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."inactive"(SB), CX MOVL $8, DI NOP CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JEQ main_status2_pc147 MOVQ main.flag+64(SP), CX TESTQ CX, CX JLE main_status2_pc130 MOVL $2, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc130: MOVQ $-1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc147: MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."activating"(SB), CX MOVL $10, DI CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JNE main_status2_pc243 MOVQ main.cmdOutput+48(SP), AX MOVQ main.cmdOutput+56(SP), BX LEAQ go:string."failed"(SB), CX MOVL $6, DI PCDATA $1, $1 CALL strings.HasPrefix(SB) TESTB AL, AL JEQ main_status2_pc226 MOVQ $-1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc226: MOVQ $-2, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc243: MOVL $1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc258: MOVL $1, AX MOVQ 32(SP), BP ADDQ $40, SP RET main_status2_pc273: NOP PCDATA $1, $-1 PCDATA $0, $-2 MOVQ AX, 8(SP) MOVQ BX, 16(SP) MOVQ CX, 24(SP) CALL runtime.morestack_noctxt(SB) MOVQ 8(SP), AX MOVQ 16(SP), BX MOVQ 24(SP), CX PCDATA $0, $-1 JMP main_status2_pc0
除了函數(shù)名子不一樣之外，其他是一模一樣的，可以說(shuō)兩者在生成代碼上也沒(méi)有區(qū)別。
你可以在這里看到代碼和他們的編譯產(chǎn)物：Compiler Explorer
既然生成代碼是一樣的，那性能就沒(méi)必要測(cè)量了，因?yàn)榭隙ㄊ且粯拥摹?/p>
最后總結(jié)一下這種不常用的switch寫(xiě)法，形式如下：
switch {
case 表達(dá)式1: // 如果是true
do works1
case 表達(dá)式2: // 如果是true
do works2
default:
都不是true就會(huì)到這里
}考慮到在性能上這并沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)于初次見(jiàn)到這個(gè)寫(xiě)法的人可能不能很快理解它的含義，所以這個(gè)寫(xiě)法的使用場(chǎng)景我目前能想到的只有一處：
如果你的數(shù)據(jù)有固定的2種以上的前綴/后綴/某種模式，因?yàn)闆](méi)法用固定的常量去表示這種情況，那么用case加上一個(gè)簡(jiǎn)單的表達(dá)式（函數(shù)調(diào)用之類(lèi)的）會(huì)比用if更緊湊，也能更好地表達(dá)語(yǔ)義，case越多效果越明顯。比如我在開(kāi)頭舉的那個(gè)例子。
如果你的代碼不符合上述情況，那還是老老實(shí)實(shí)用if會(huì)更好。
話(huà)說(shuō)回來(lái)，雖然你機(jī)會(huì)沒(méi)啥機(jī)會(huì)寫(xiě)出這種switch語(yǔ)句，但最好還是得看懂，不然下回看見(jiàn)它就只能干瞪眼了。
參考
https://go.dev/ref/spec#Switch_statements
到此這篇關(guān)于探索Go語(yǔ)言中的switch高級(jí)用法的文章就介紹到這了,更多相關(guān)go中不常見(jiàn)的switch用法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
相關(guān)文章
本篇文章，我們將一起來(lái)探究下Golang?Mutex底層是如何實(shí)現(xiàn)的，知其然，更要知其所以然。文中的示例代碼講解詳細(xì)，感興趣的可以了解一下2022-10-10
Golang的循環(huán)中break和continue語(yǔ)句的用法講解
這篇文章主要介紹了Golang的循環(huán)中break和continue語(yǔ)句的用法講解,是Go語(yǔ)言入門(mén)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下2015-10-10
詳解Golang中創(chuàng)建error的方式總結(jié)與應(yīng)用場(chǎng)景
Golang中創(chuàng)建error的方式包括errors.New、fmt.Errorf、自定義實(shí)現(xiàn)了error接口的類(lèi)型等，本文主要為大家介紹了這些方式的具體應(yīng)用場(chǎng)景，需要的可以參考一下2023-07-07
Go語(yǔ)言面向?qū)ο筇匦?封裝、組合、多態(tài))超詳細(xì)講解
面向?qū)ο缶幊叹哂懈邇?nèi)聚低耦合,易維護(hù)、易擴(kuò)展、易復(fù)用的優(yōu)點(diǎn),而Go語(yǔ)言中也是可以進(jìn)行面向?qū)ο缶幊痰?這篇文章主要介紹了Go語(yǔ)言面向?qū)ο筇匦?封裝、組合、多態(tài))的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下2026-03-03
這篇文章主要介紹了golang生成JSON以及解析JSON，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方，望不吝賜教2022-08-08
go語(yǔ)言go?func(){select{}}()的用法
本文主要介紹了go語(yǔ)言go?func(){select{}}()的用法,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2024-02-02
這篇文章主要介紹了Go 并發(fā)的相關(guān)資料，幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)go語(yǔ)言，感興趣的朋友可以了解下2020-09-09
Golang有類(lèi)型常量和無(wú)類(lèi)型常量的區(qū)別
本文主要介紹了Golang有類(lèi)型常量和無(wú)類(lèi)型常量的區(qū)別，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2023-04-04
golang interface判斷為空nil的實(shí)現(xiàn)代碼
這篇文章主要介紹了golang interface判斷為空nil的實(shí)現(xiàn)代碼，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2021-04-04
golang中sync.Mutex的實(shí)現(xiàn)方法
本文主要介紹了golang中sync.Mutex的實(shí)現(xiàn)方法，mutex?主要有兩個(gè)?method:?Lock()?和?Unlock()，文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì)，對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2022-04-04