Go中存在著不少內置函數,此類函數並不需要引入相關Package就可以直接使用該類函數。在Go的源碼builtin包的builtin.go中定義Go所有的內置函數;但該文件僅僅是定義描述出了所有內置函數,並不包含函數的任何實現代碼,該文件除了定義了內置函數還定義了部分內置類型; 內置函數使用 len ...
Go中存在著不少內置函數,此類函數並不需要引入相關Package就可以直接使用該類函數。在Go的源碼builtin包的builtin.go中定義Go所有的內置函數;但該文件僅僅是定義描述出了所有內置函數,並不包含函數的任何實現代碼,該文件除了定義了內置函數還定義了部分內置類型;
內置函數使用
len(“123”)
println(“log”)
fmt.Println(“fmt”) // 非內置函數使用,調用fmt包中的函數
常用內置函數
close: 用於發送方關閉chan,僅適用於雙向或發送通道。
len、cap: 用於獲取數組、Slice、map、string、chan類型數據的長度或數量,len返回長度、cap返回容量;
new、make: new用於值類型、用戶定義類型的記憶體分配,new(T)將分配T類型零值返回其指向T類型的指針;make用於引用類型(Slice、map、chan)記憶體分配返回初始化的值,不同類型使用有所區別。
make(chan int) 創建無緩衝區的通道
make(chan int,10) 創建緩衝區為10的通道
make([]int,1,5) 創建長度為1,容量為5的slice
make([]int,5) 創建容量長度都為5的slice
make(map[int] int) 創建不指定容量的map
make(map[int] int,2) 創建容量為2的map
copy、apped: 用於複製slice與為slice追加元素;
print、println: 用於列印輸出;
panic、recover: 用於錯誤處理;
delete: 用於刪除map中的指定key
內置函數len的實現
我們在builtin中僅僅只是看到了內置函數的定義描述,並沒有函數的具體實現,也沒有再其他包中找到具體的實現。那該內置函數到底是怎麼實現的呢。
Golang是一種編譯型語言,Go程式在運行前需要先通過編譯器生成二進位碼才能在目標機器上運行。Go的內置函數處理正是藏身於編譯器當中,下麵將簡單分析len內置函數的具體實現;
通常的編譯器都包含了詞法分析、語法分析、類型檢查、中間代碼生成、機器碼生成這幾個階段,Go編譯器也不例外;
不同的電腦架構有著不同的機器碼,直接把高級語言生成機器碼相對比較困難,對高級語言的優化分析也不容易做,所以需要藉助中間代碼,Go編譯器所生成的中間代碼具有靜態單賦值特征(Static Single Assigment, SSA),具有該特征的中間代碼每個變數只會被賦值一次,通過該特征在中間代碼分析時就可以明確發現哪些無效代碼,機器碼生成時就可減少某些無效指令,進而減少指令的執行。內置函數正是在中間代碼階段進行具體實現的;
len內置函數在編譯器實現
在編譯器的cmd\compile\internal\gc\universe.go類中可以看到每個內置函數在編譯器中對應著一個Op(Operator);
var builtinFuncs = [...]struct {
name string
op Op
}{
{"append", OAPPEND},
{"cap", OCAP},
{"close", OCLOSE},
{"complex", OCOMPLEX},
{"copy", OCOPY},
{"delete", ODELETE},
{"imag", OIMAG},
{"len", OLEN},
{"make", OMAKE},
{"new", ONEW},
{"panic", OPANIC},
{"print", OPRINT},
{"println", OPRINTN},
{"real", OREAL},
{"recover", ORECOVER},
}
len函數對應的Op為OLEN;
在cmd\compile\internal\gc\syntax.go 語法樹相關的定義中我們亦可看到OLEN的定義;
len函數支持獲取多種類型變數的長度或容量,這也就說明瞭該函數的實現可能不只有一種或許每種類型對應著一種實現;
len函數支持的類型有:string、array、slice、map,chan;從中我們可以簡單把類型分為兩類:string、數組為長度固定的,slice、map、chan為動態長度的。針對固定長度類型len是當作常量來實現的;
len對於固定長度類型的實現:
在編譯器的源碼cmd\compile\internal\gc\const.go中我們可以發現evconst函數有這樣一段代碼;
func evconst(n *Node) {
...
// Pick off just the opcodes that can be constant evaluated.
switch op := n.Op; op {
case OCAP, OLEN:
fmt.Println("const:",nl,nl.Type.Etype)
switch nl.Type.Etype {
case TSTRING:
if Isconst(nl, CTSTR) {
setintconst(n, int64(len(strlit(nl))))
}
case TARRAY:
if !hascallchan(nl) {
setintconst(n, nl.Type.NumElem())
}
}
...
}
...
}
這段代碼中可以看到針對string類型是直接獲取nl的長度放入到Node當中的,該節點為AST的literal節點。此處的nl為len所接收的字元串;
針對數組類型也類似直接獲取數組的長度寫入常量;
此處所寫入的值也就是len函數所返回的值;
len對動態長度類型的的實現:
在編譯器源碼cmd\compile\internal\gc\ssa.go中有這麼一段代碼:
// expr converts the expression n to ssa, adds it to s and
returns the ssa result.
func (s *state) expr(n *Node) *ssa.Value {
...
case OLEN, OCAP:
switch {
case n.Left.Type.IsSlice():
op := ssa.OpSliceLen
if n.Op == OCAP {
op = ssa.OpSliceCap
}
v:= s.newValue1(op, types.Types[TINT], s.expr(n.Left))
fmt.Println("ssa...",v.LongString(),"-",n.Left.Op)
return v
case n.Left.Type.IsString(): // string; not reachable for OCAP
v:=s.newValue1(ssa.OpStringLen, types.Types[TINT], s.expr(n.Left))
fmt.Println("string...",v.LongString(),n.Left.Op)
return v
case n.Left.Type.IsMap(), n.Left.Type.IsChan():
return s.referenceTypeBuiltin(n, s.expr(n.Left))
default: // array
fmt.Println("array:",n.Left.Type.NumElem())
return s.constInt(types.Types[TINT], n.Left.Type.NumElem())
}
...
}
從中可以看到針對各種類型的處理,此處也有string與array類型的處理但並未執行到,未發現起到了作用,如知道請告知;
針對slice類型此處轉成了OpSliceLen操作,在 builtin優化階段將 通過 (SliceLen (SliceMake _ len _)) -> len直接替換為slice的長度,此處調用的代碼為:cmd\compile\internal\ssa\rewritegeneric.go中的rewriteValuegeneric_OpSliceLen函數;
針對map/chan類型,此處調用了referenceTypeBuiltin函數。
參考資料:
https://github.com/golang/go
文章首發地址:Solinx
https://mp.weixin.qq.com/s/iO5qjcCql-MPJiatUtdiHQ