-
介绍
本文详细介绍——空结构体 struct{}:
type Q struct{} var q struct{}
但是如果一个结构体没有任何字段,不包含任何数据,那么它有什么用处呢?我们如何利用空结构体?
-
宽度
在深入研究空结构体之前,我想先简短介绍一下关于宽度的知识。
宽度这个术语来自于gc编译器,但是他的词源可以追溯到几十年以前。
宽度描述了一个数据类型实例需要占用的字节数,由于进程的内存空间是一维的,我更倾向于将宽度理解为size。
宽度是数据类型的一个属性。Go程序中几乎每个值归属一种数据类型,一个值的宽度是由它的数据类型决定的,通常是8bit的整数倍。(写几乎因为 nil这个东西)
我们可以通过unsafe.Sizeof()函数获取任何值的宽度:
var s string var c complex128 fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) // prints 8 fmt.Println(unsafe.Sizeof(c)) // prints 16
数组的宽度是他元素宽度的整数倍。
var a [3]uint32 fmt.Println(unsafe.Sizeof(a)) // prints 12
结构体提供了定义组合类型的灵活方式,组合类型的宽度是字段宽度的和,然后再加上填充宽度。
type S struct { a uint16 b uint32 } var s S fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) // prints 8, not 6
上面例子演示了填充的一个特性。就是值的内存对齐,必须是它宽度的整数倍,上面例子中2个字节被填充在a和b之间。
更新 Russ Cox写了个解释,宽度和对齐没什么关系,读这个。
插一句 Go unsafe 包之内存布局 了解一下。
-
空结构体
现在我们清楚的认识到空结构体的宽度是0,他占用了0字节的内存空间。
var s struct{} fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) // prints 0
由于空结构体占用0字节,那么空结构体也不需要填充字节。所以空结构体组成的组合数据类型也不会占用内存空间。
type S struct { A struct{} B struct{} } var s S fmt.Println(unsafe.Sizeof(s)) // prints 0
-
空结构体可以用来干什么
由于Go的正交性,空结构体可以像其他结构体一样正常使用。正常结构体拥有的属性,空结构体一样具有。
你可以定义一个空结构体组成的数组,当然这个数组不占用内存空间。
var x [1000000000]struct{} fmt.Println(unsafe.Sizeof(x)) // prints 0
空结构体组成的切片的宽度只是它的头部数据的长度,就像上例展示的那样,切片元素不占用内存空间。
var x = make([]struct{}, 1000000000) fmt.Println(unsafe.Sizeof(x)) // prints 12 in the playground
当然切片的衍生切片的长度和容量等属性依旧可以工作。
var x = make([]struct{}, 100) var y = x[:50] fmt.Println(len(y), cap(y)) // prints 50 100
你甚至可以寻址一个空结构体,空结构体是可寻址的,就像其他类型的实例一样。
var a struct{} var b = &a
有意思的是两个空结构体的地址可以相等。
var a, b struct{} fmt.Println(&a == &b) // true
对于[]struct{},也具有这样的属性。
a := make([]struct{}, 10) b := make([]struct{}, 20) fmt.Println(&a == &b) // false, a and b are different slices fmt.Println(&a[0] == &b[0]) // true, their backing arrays are the same
为什么会这样?因为空结构体不包含字段,所以不存储数据。如果空结构体不包含数据,那么就没有办法说两个空结构体的值不相等,所以空结构体的值就这样相等了。
a := struct{}{} // not the zero value, a real new struct{} instance b := struct{}{} fmt.Println(a == b) // true
注意:文档没有说明这个特性,但是有如下表述 Two distinct zero-size variables may have the same address in memory.
-
空结构体作为作为方法宿主
现在让我们展示一下空结构体如何像其他结构体一样工作的,空结构体可以作为方法的接收者:
type S struct{} func (s *S) addr() { fmt.Printf("%p\n", s) } func main() { var a, b S a.addr() // 0x1beeb0 b.addr() // 0x1beeb0 }
这个例子中空结构体的地址是0x1beeb0,实际也是所有size为0的值的内存地址,但是这个值可能随着Go版本的不同而发生变化。
-
另外
空结构体一个重要的用途是,用 chan struct{}的形式在不同go程之间发送信号。在Curious Channels这篇文章中讨论。
更新:有人提及 https://github.com/bradfitz/iter/blob/master/iter.go ,自己看一下好了。
原文连接 The empty struct