06 | 程序實體的那些事兒 （下）
在上一篇文章，我們一直都在圍繞着可重名變量，也就是不同代碼塊中的重名變量，進行了討論。還記得嗎？
最后我強調，如果可重名變量的類型不同，那么就需要引起我們的特別關注了，它們之間可能會存在“屏蔽”的現象。
必要時，我們需要嚴格地檢查它們的類型，但是怎樣檢查呢？咱們現在就說。
我今天的問題是：怎樣判斷一個變量的類型？
我們依然以在上一篇文章中展示過的 demo11.go 為基礎。
package main
import "fmt"
var container = []string{"zero", "one", "two"}
func main() {
container := map[int]string{0: "zero", 1: "one", 2: "two"}
fmt.Printf("The element is %q.\n", container[1])
}
那么，怎樣在打印其中元素之前，正確判斷變量container的類型？
典型回答
答案是使用“類型斷言”表達式。具體怎么寫呢？
value, ok := interface{}(container).([]string)
這里有一條賦值語句。在賦值符號的右邊，是一個類型斷言表達式。
它包括了用來把container變量的值轉換為空接口值的interface{}(container)。
以及一個用於判斷前者的類型是否為切片類型 []string 的 .([]string)。
這個表達式的結果可以被賦給兩個變量，在這里由value和ok代表。變量ok是布爾（bool）類型的，它將代表類型判斷的結果，true或false。
如果是true，那么被判斷的值將會被自動轉換為[]string類型的值，並賦給變量value，否則value將被賦予nil（即“空”）。
順便提一下，這里的ok也可以沒有。也就是說，類型斷言表達式的結果，可以只被賦給一個變量，在這里是value。
但是這樣的話，當判斷為否時就會引發異常。
這種異常在 Go 語言中被叫做panic，我把它翻譯為運行時恐慌。因為它是一種在 Go 程序運行期間才會被拋出的異常，而“恐慌”二字是英文 Panic 的中文直譯。
除非顯式地“恢復”這種“恐慌”，否則它會使 Go 程序崩潰並停止。所以，在一般情況下，我們還是應該使用帶ok變量的寫法。
問題解析
正式說明一下，類型斷言表達式的語法形式是x.(T)。其中的x代表要被判斷類型的值。這個值當下的類型必須是接口類型的，不過具體是哪個接口類型其實是無所謂的。
所以，當這里的container變量類型不是任何的接口類型時，我們就需要先把它轉成某個接口類型的值。
如果container是某個接口類型的，那么這個類型斷言表達式就可以是container.([]string)。這樣看是不是清晰一些了？
在 Go 語言中，interface{}代表空接口，任何類型都是它的實現類型。
這里的具體語法是interface{}(x)，例如前面展示的interface{}(container)。
你可能會對這里的{}產生疑惑，為什么在關鍵字interface的右邊還要加上這個東西？
請記住，一對不包裹任何東西的花括號，除了可以代表空的代碼塊之外，還可以用於表示不包含任何內容的數據結構（或者說數據類型）。
比如你今后肯定會遇到的struct{}，它就代表了不包含任何字段和方法的、空的結構體類型。
而空接口interface{}則代表了不包含任何方法定義的、空的接口類型。
當然了，對於一些集合類的數據類型來說，{}還可以用來表示其值不包含任何元素，比如空的切片值[]string{}，以及空的字典值map[int]string{}。
我們再向答案的最右邊看。圓括號中[]string是一個類型字面量。所謂類型字面量，就是用來表示數據類型本身的若干個字符。
比如，string是表示字符串類型的字面量，uint8是表示 8 位無符號整數類型的字面量。
再復雜一些的就是我們剛才提到的[]string，用來表示元素類型為string的切片類型，以及map[int]string，用來表示鍵類型為int、值類型為string的字典類型。
還有更復雜的結構體類型字面量、接口類型字面量，等等。
針對當前的這個問題，我寫了 demo12.go。它是 demo11.go 的修改版。我在其中分別使用了兩種方式來實施類型斷言，一種用的是我上面講到的方式，另一種用的是我們還沒討論過的switch語句，先供你參考。
package main
import (
"fmt"
)
var container = []string{"zero", "one", "two"}
func main() {
container := map[int]string{0: "zero", 1: "one", 2: "two"}
// 方式1。
_, ok1 := interface{}(container).([]string)
_, ok2 := interface{}(container).(map[int]string)
if !(ok1 || ok2) {
fmt.Printf("Error: unsupported container type: %T\n", container)
return
}
fmt.Printf("The element is %q. (container type: %T)\n",
container[1], container)
// 方式2。
elem, err := getElement(container)
if err != nil {
fmt.Printf("Error: %s\n", err)
return
}
fmt.Printf("The element is %q. (container type: %T)\n",
elem, container)
}
func getElement(containerI interface{}) (elem string, err error) {
switch t := containerI.(type) {
case []string:
elem = t[1]
case map[int]string:
elem = t[1]
default:
err = fmt.Errorf("unsupported container type: %T", containerI)
return
}
return
}
可以看到，當前問題的答案可以只有一行代碼。你可能會想，這一行代碼解釋起來也太復雜了吧？
千萬不要為此煩惱，這其中很大一部分都是一些基本語法和概念，你只要記住它們就好了。但這也正是我要告訴你的，一小段代碼可以隱藏很多細節。面試官可以由此延伸到幾個方向繼續提問。這有點兒像潑墨，可以迅速由點及面。
知識擴展
問題 1. 你認為類型轉換規則中有哪些值得注意的地方？
類型轉換表達式的基本寫法我已經在前面展示過了。它的語法形式是T(x)。
其中的x可以是一個變量，也可以是一個代表值的字面量（比如1.23和struct{}{}），還可以是一個表達式。
注意，如果是表達式，那么該表達式的結果只能是一個值，而不能是多個值。在這個上下文中，x可以被叫做源值，它的類型就是源類型，而那個T代表的類型就是目標類型。
如果從源類型到目標類型的轉換是不合法的，那么就會引發一個編譯錯誤。那怎樣才算合法？具體的規則可參見 Go 語言規范中的轉換 https://golang.google.cn/ref/spec#Conversions 部分。
我們在這里要關心的，並不是那些 Go 語言編譯器可以檢測出的問題。恰恰相反，那些在編程語言層面很難檢測的東西才是我們應該關注的。
很多初學者所說的陷阱（或者說坑），大都源於他們需要了解但卻不了解的那些知識和技巧。因此，在這些規則中，我想拋出三個我認為很常用並且非常值得注意的知識點，提前幫你標出一些“陷阱”。
首先，對於整數類型值、整數常量之間的類型轉換，原則上只要源值在目標類型的可表示范圍內就是合法的。
比如，之所以uint8(255)可以把無類型的常量255轉換為uint8類型的值，是因為255在[0, 255]的范圍內。
但需要特別注意的是，源整數類型的可表示范圍較大，而目標類型的可表示范圍較小的情況，比如把值的類型從int16轉換為int8。請看下面這段代碼：
var srcInt = int16(-255)
dstInt := int8(srcInt)
變量srcInt的值是int16類型的-255，而變量dstInt的值是由前者轉換而來的，類型是int8。int16類型的可表示范圍可比int8類型大了不少。問題是，dstInt的值是多少？
首先你要知道，整數在 Go 語言以及計算機中都是以補碼的形式存儲的。這主要是為了簡化計算機對整數的運算過程。（負數的）補碼其實就是原碼各位求反再加 1。
比如，int16類型的值-255的補碼是1111111100000001。如果我們把該值轉換為int8類型的值，那么 Go 語言會把在較高位置（或者說最左邊位置）上的 8 位二進制數直接截掉，從而得到00000001。
又由於其最左邊一位是0，表示它是個正整數，以及正整數的補碼就等於其原碼，所以dstInt的值就是1。
一定要記住，當整數值的類型的有效范圍由寬變窄時，只需在補碼形式下截掉一定數量的高位二進制數即可。
類似的快刀斬亂麻規則還有：當把一個浮點數類型的值轉換為整數類型值時，前者的小數部分會被全部截掉。
第二，雖然直接把一個整數值轉換為一個string類型的值是可行的，但值得關注的是，被轉換的整數值應該可以代表一個有效的 Unicode 代碼點，否則轉換的結果將會是"�"（僅由高亮的問號組成的字符串值）。
字符'�'的 Unicode 代碼點是U+FFFD。它是 Unicode 標准中定義的 Replacement Character，專用於替換那些未知的、不被認可的以及無法展示的字符。
我肯定不會去問“哪個整數值轉換后會得到哪個字符串”，這太變態了！但是我會寫下：
string(-1)
並詢問會得到什么？這可是完全不同的問題啊。由於-1肯定無法代表一個有效的 Unicode 代碼點，所以得到的總會是"�"。在實際工作中，我們在排查問題時可能會遇到�，你需要知道這可能是由於什么引起的。
第三個知識點是關於string類型與各種切片類型之間的互轉的。
你先要理解的是，一個值在從string類型向[]byte類型轉換時代表着以 UTF-8 編碼的字符串會被拆分成零散、獨立的字節。
除了與 ASCII 編碼兼容的那部分字符集，以 UTF-8 編碼的某個單一字節是無法代表一個字符的。
string([]byte{'\xe4', '\xbd', '\xa0', '\xe5', '\xa5', '\xbd'}) // 你好
比如，UTF-8 編碼的三個字節\xe4、\xbd和\xa0合在一起才能代表字符'你'，而\xe5、\xa5和\xbd合在一起才能代表字符'好'。
其次，一個值在從string類型向[]rune類型轉換時代表着字符串會被拆分成一個個 Unicode 字符。
string([]rune{'\u4F60', '\u597D'}) // 你好
當你真正理解了 Unicode 標准及其字符集和編碼方案之后，上面這些內容就會顯得很容易了。什么是 Unicode 標准？我會首先推薦你去它的官方網站 https://home.unicode.org/ 一探究竟。
問題 2. 什么是別名類型？什么是潛在類型？
我們可以用關鍵字type聲明自定義的各種類型。當然了，這些類型必須在 Go 語言基本類型和高級類型的范疇之內。在它們當中，有一種被叫做“別名類型”的類型。我們可以像下面這樣聲明它：
type MyString = string
這條聲明語句表示，MyString是string類型的別名類型。顧名思義，別名類型與其源類型的區別恐怕只是在名稱上，它們是完全相同的。
源類型與別名類型是一對概念，是兩個對立的稱呼。別名類型主要是為了代碼重構而存在的。更詳細的信息可參見 Go 語言官方的文檔Proposal: Type Aliases https://go.googlesource.com/proposal/+/master/design/18130-type-alias.md 。
Go 語言內建的基本類型中就存在兩個別名類型。byte是uint8的別名類型，而rune是int32的別名類型。
一定要注意，如果我這樣聲明：
type MyString2 string // 注意，這里沒有等號。
MyString2和string就是兩個不同的類型了。這里的MyString2是一個新的類型，不同於其他任何類型。
這種方式也可以被叫做對類型的再定義。我們剛剛把string類型再定義成了另外一個類型MyString2。
對於這里的類型再定義來說，string可以被稱為MyString2的潛在類型。潛在類型的含義是，某個類型在本質上是哪個類型。
潛在類型相同的不同類型的值之間是可以進行類型轉換的。因此，MyString2類型的值與string類型的值可以使用類型轉換表達式進行互轉。
但對於集合類的類型[]MyString2與[]string來說這樣做卻是不合法的，因為[]MyString2與[]string的潛在類型不同，分別是[]MyString2和[]string。另外，即使兩個不同類型的潛在類型相同，它們的值之間也不能進行判等或比較，它們的變量之間也不能賦值。
總結
Go 語言中的每個變量都是有類型的，我們可以使用類型斷言表達式判斷變量是哪個類型的。
正確使用該表達式需要一些小技巧，比如總是應該把結果賦給兩個變量。另外還要保證被判斷的變量是接口類型的，這可能會用到類型轉換表達式。
此外，你還應該搞清楚別名類型聲明與類型再定義之間的區別，以及由此帶來的它們的值在類型轉換、判等、比較和賦值操作方面的不同。
思考題
- 除了上述提及的那些，你還認為類型轉換規則中有哪些值得注意的地方？
- 你能具體說說別名類型在代碼重構過程中可以起到哪些作用嗎？
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