05 | 程序实体的那些事儿(中)
在前文中,我解释过代码块的含义。Go 语言的代码块是一层套一层的,就像大圆套小圆。
一个代码块可以有若干个子代码块;但对于每个代码块,最多只会有一个直接包含它的代码块(后者可以简称为前者的外层代码块)。
这种代码块的划分,也间接地决定了程序实体的作用域。我们今天就来看看它们之间的关系。
我先说说作用域是什么?大家都知道,一个程序实体被创造出来,是为了让别的代码引用的。那么,哪里的代码可以引用它呢,这就涉及了它的作用域。
我在前面说过,程序实体的访问权限有三种:包级私有的、模块级私有的和公开的。这其实就是 Go 语言在语言层面,依据代码块对程序实体作用域进行的定义。
包级私有和模块级私有访问权限对应的都是代码包代码块,公开的访问权限对应的是全域代码块。然而,这个颗粒度是比较粗的,我们往往需要利用代码块再细化程序实体的作用域。
比如,我在一个函数中声明了一个变量,那么在通常情况下,这个变量是无法被这个函数以外的代码引用的。这里的函数就是一个代码块,而变量的作用域被限制在了该代码块中。当然了,还有例外的情况,这部分内容,我留到讲函数的时候再说。
总之,请记住,一个程序实体的作用域总是会被限制在某个代码块中,而这个作用域最大的用处,就是对程序实体的访问权限的控制。对“高内聚,低耦合”这种程序设计思想的实践,恰恰可以从这里开始。
今天的问题是:如果一个变量与其外层代码块中的变量重名会出现什么状况?
我把此题的代码存到了 demo10.go 文件中了。你可以在“Golang_Puzzlers”项目的puzzlers/article5/q1包中找到它。
package main import "fmt" var block = "package" func main() { block := "function" { block := "inner" fmt.Printf("The block is %s.\n", block) } fmt.Printf("The block is %s.\n", block) }这个命令源码文件中有四个代码块,它们是:全域代码块、main包代表的代码块、main函数代表的代码块,以及在main函数中的一个用花括号包起来的代码块。
我在后三个代码块中分别声明了一个名为block的变量,并分别把字符串值"package"、"function"和"inner"赋给了它们。此外,我在后两个代码块的最后分别尝试用fmt.Printf函数打印出“The block is %s.”。这里的“%s”只是为了占位,程序会用block变量的实际值替换掉。
具体的问题是:该源码文件中的代码能通过编译吗?如果不能,原因是什么?如果能,运行它后会打印出什么内容?
典型回答能通过编译。运行后打印出的内容是:
The block is inner. The block is function. 问题解析初看这道题,你可能会认为它无法通过编译,因为三处代码都声明了相同名称的变量。的确,声明重名的变量是无法通过编译的,用短变量声明对已有变量进行重声明除外,但这只是对于同一个代码块而言的。
对于不同的代码块来说,其中的变量重名没什么大不了,照样可以通过编译。即使这些代码块有直接的嵌套关系也是如此,就像 demo10.go 中的main包代码块、main函数代码块和那个最内层的代码块那样。
这样规定显然很方便也很合理,否则我们会每天为了选择变量名而烦恼。但是这会导致另外一个问题,我引用变量时到底用的是哪一个?这也是这道题的第二个考点。
这其实有一个很有画面感的查找过程。这个查找过程不只针对于变量,还适用于任何程序实体。如下面所示。
首先,代码引用变量的时候总会最优先查找当前代码块中的那个变量。注意,这里的“当前代码块”仅仅是引用变量的代码所在的那个代码块,并不包含任何子代码块。
其次,如果当前代码块中没有声明以此为名的变量,那么程序会沿着代码块的嵌套关系,从直接包含当前代码块的那个代码块开始,一层一层地查找。
一般情况下,程序会一直查到当前代码包代表的代码块。如果仍然找不到,那么 Go 语言的编译器就会报错了。
好了,当你明白了上述过程之后,再去看 demo10.go 中的代码。是不是感觉清晰了很多?
从作用域的角度也可以说,虽然通过var block = "package"声明的变量作用域是整个main代码包,但是在main函数中,它却被那两个同名的变量“屏蔽”了。
相似的,虽然main函数首先声明的block的作用域,是整个main函数,但是在最内层的那个代码块中,它却是不可能被引用到的。反过来讲,最内层代码块中的block也不可能被该块之外的代码引用到,这也是打印内容的第二行是“The block is function.”的另一半原因。
你现在应该知道了,这道题看似简单,但是它考察以及可延展的范围并不窄。
知识扩展不同代码块中的重名变量与变量重声明中的变量区别到底在哪儿?