一道比較運算子相關的面試題把我虐的體無完膚

來自公眾號：新世界雜貨鋪

雜（貨鋪）談

今天這篇文章相對來說比較基礎，大家花幾分鐘時間看看，有所識訓自然是最好，沒有識訓也就消磨幾分鐘時間罷了，你不虧，筆者也不虧～

前幾期還是有一定難度的HTTP系列文章，今天卻是畫風突變講起了基礎，這當然是因為基礎重要呀，正所謂萬丈高樓平地起，我們夯實基礎，樓才能建的高，畢竟精美的小矮樓總是很容易被高樓遮擋，嗨，扯遠了，總之筆者今天寫這篇文章絕對不是下面這個原因：

累呀！真的累！作業嘛？當然不是！前幾期分析HTTP系列文章確實耗費了太多精力，周末連續熬夜就算是鐵打的人也扛不住，所以本周只有養精蓄銳這一個目的，

雜（貨鋪）言

Go中的比較運算子，你真的了解嗎？假如面試官問你下面輸出什么，你的答案是什么？

type blankSt struct {
  a int
  _ string
}
var (
  bst1 = blankSt{1, "333"}
  bst2 = blankSt{1, "44444"}
)
fmt.Println(bst1 == bst2)

今天，筆者總結了一份比較運算子的相關檔案，助力讀者夯實基礎（上述答案請參考后文），

基本定理

在Go中，比較運算子也是遵循定理的， 兩潭訓本定理如下：

定理一：相等運算子==和!=適用于具有可比性的運算元，排序運算子<，<=，>和>=適用于可排序的運算元，

定理二：在任何比較中，至少滿足一個運算元能賦值給另一個運算元型別的變數，

常見型別的比較

常見型別的比較大家都懂，在這里筆者就不詳細介紹了，僅列舉一下原則加深大家的印象：

• 布林值是可比較的，但不可排序，即僅適用于==和!=運算子，
• 整數和浮點數是可比較的且可排序，適用于所有比較運算子，
• 字串的值是可比較的，且按位元組排序，即比較時按位元組比較大小（不理解字串和位元組切片關系的，請參考深入理解go中字串這篇文章），

以上即為常見型別的比較原則，下面我們結合例子逐步理解各種型別之間的比較，

不可比較的型別

在Go中，切片，map，和func是不可比較的，他們僅可以和預宣告表示符nil進行比較，能和nil進行比較的還有指標，管道和interface{}，

復數之間的比較

復數可比較但不可排序，實部和虛部均相等兩個復數才相等，復數僅適用==和!=這兩個比較運算子：

var c1 complex128 = complex(1, 2) // 1+2i
var c2 complex128 = complex(3, 4) // 3+4i
fmt.Println(c1 == c2)

上述輸出結果為false，證明復數之間可比較，

var c1 complex128 = complex(1, 2) // 1+2i
var c2 complex128 = complex(3, 4) // 3+4i
fmt.Println(c1 >= c2)

此時程式無法運行，在vscode中的錯誤提醒為cannot compare c1 >= c2 (operator >= not defined for complex128)compiler，由此確認復數不可排序，

結構體之間的比較

如果結構體的所有欄位都是可比較的，則他們所有非匿名欄位的值相等，結構體的值才相等，驗證如下：

type canC struct {
	c int
}
var st1, st2 canC
fmt.Println(st1 == st2)
st1.c = 3
fmt.Println(st1 == st2)

上述輸出分別為true和false，由此驗證非匿名欄位的值相等，結構體的值才相等，

fmt.Println(st1 <= st2)

此行代碼在vscode中的錯誤提醒為cannot compare st1 <= st2 (operator <= not defined for canC)compiler，由此可知，即使結構體滿足比較條件也無法適用于<，<=，>和>=運算子，

注：后文中提到不可排序均代表著無法適用于<，<=，>和>=運算子，在后文中不再對不可排序給出例子，

下面看看包含匿名欄位的結構體比較時有什么不同：

type blankSt struct {
  a int
  _ string
}
var (
  bst1 = blankSt{1, "333"}
  bst2 = blankSt{1, "44444"}
)
fmt.Println(bst1 == bst2)

上述輸出為true，符合非匿名欄位的值相等時結構體的值相等這一原則，注意，如果匿名欄位是不可比較的型別時，上述代碼會編譯報錯，

最后我們看看包含不可比較型別的結構體：

type canNotC struct {
	m func() int
}
fmt.Println(canNotC{} == canNotC{})

上述代碼在vscode中的錯誤提醒為cannot compare (canNotC literal) == (canNotC literal) (operator == not defined for canNotC)compiler，由此可知，結構體如果要可比較，則其內部的所有欄位必須全為可比較型別，

指標之間的比較

指標是可比較的，但不可排序，如果兩個指標指向同一個變數，或者兩個指標值均為nil，則這兩個指標相等，相信讀者對于這一點應該是沒有異議的，但是有一個情況卻是十分需要注意的，

zero-size variables：如果結構體沒有任何欄位或者陣列沒有任何元素，則其大小為0，即unsafe.Sizeof的計算結果為0，兩個不同的zero-size variables在記憶體中可能具有相同的地址，

指向不同zero-size variables的兩個指標可能相等也可能不相等，

var arr1, arr2 [0]int
parr1 := &arr1
parr2 := &arr2
fmt.Println(unsafe.Sizeof(arr1))
fmt.Println(parr1 == parr2)
fmt.Println(uintptr(unsafe.Pointer(parr1)), uintptr(unsafe.Pointer(parr2)))
// 輸出如下：
0
false
824634830552 824634830552 // 每次運行輸出的地址不一定相同

筆者多次運行，parr1 == parr2始終輸出為false，目前尚未發現輸出為true的情況，在https://github.com/golang/go/issues/23440也有人遇到同筆者相同的情況，所以筆者就不再對此問題做更近一步的分析，

Channel之間的比較

在寫這篇文章前，筆者從來都沒有想過Channel之間是可以比較的，事實上，管道是可比較型別，golang原文如下：

Channel values are comparable. 
Two channel values are equal if they were created by the same call to make or if both have value nil

這里需要注意的是，只有相同呼叫的管道才是相等的：

var cint1, cint2 chan<- string
cint3 := make(chan string, 2)
cint4 := make(chan string, 2)
cint5 := make(chan string)
fmt.Println(cint1 == cint2, cint3 == cint4, cint5 == cint1) // true false false
cint1 = cint4
fmt.Println(cint1 == cint4) //true

上述中，cint1和cint2初始值均為nil，所以輸出true，雙向通道cint4賦值給單向通道cint1時，滿足相同的make呼叫這一條件，所以輸出也為true，

Interface{}之間比較

Interface{}是可比較的，但是不可排序，兩個Interface{}變數的動態型別和動態value均一致它們才相等，兩個變數均為nil也是相等的，針對這一原則筆者對其分以下幾種情況討論，

一、interface{}不為nil，且動態型別均為可比較型別時：

var (
  i1 interface{} = uint(1)
  i2 interface{} = uint(1)
  i3 interface{} = uint(3)
  i4 interface{} = int(3)
  i5 interface{} = []int{}
  i6 interface{} = map[int]string{}
  i7 interface{} = map[int]string{}
)
fmt.Println(i1 == i2, i1 == i3，i3 == i4)

上述輸出結果為true false false，這符合動態型別和動態value均一致時才相等的原則，

二、如果比較雙方動態型別一致且為不可比較型別時會panic：

這種情況可正常編譯，但是會造成運行時崩潰，所以一定要注意！！！

fmt.Println(i5 == i6)
fmt.Println(i7 == i6)

上述比較i5和i6時能夠正常輸出，但是i6和i7比較時出現如下錯誤：

所以，筆者在這里再次強調，如果專案中有不小心直接使用了interface{}進行比較的，請一定要注意??，

三、動態value為nil的interface{}不一定等于nil：

func t() interface{} {
	var err *error
	return err
}

func t1() interface{} {
	return nil
}
fmt.Println(t() == nil, t1() == nil) // 輸出false, true

由上述代碼知，如果不是直接回傳nil的interface{}和nil進行比較時是不相等的，相信很多人在平時的開發中都有可能會忽略這個問題，下面我們對它為什么不相等進行簡單的分析，

在Go中，interface{}的實作為兩個元素，型別t和值v，v是一個具體的值，如int、struct、或指標等，

如果，我們在介面中存盤int值3，則介面中的值為(t=int，v=3)，

值v也稱為介面的動態值，因為在程式執行期間，給定的介面變數可能包含不同的值v（以及相應的型別t），

只有當v和t都未設定時，介面值才是nil（t=nil，未設定v），

如果，我們在介面中存盤一個型別為int的nil指標， 那么不管指標的值是什么，內部型別都會是int：（t=*int，v=nil），因此，即使內部的指標v為nil，這樣的介面值也是非nil的，

本部分內容翻譯整理自https://golang.org/doc/faq#nil_error

非介面型別X實作了介面T，則X的變數x能和T的變數t進行比較

原則：非介面型別X實作了介面T，則X的變數x能和T的變數t進行比較，只有當t的動態變數型別為X且t的動態value和x相等時，t才等于x，

推論：又因為go中任意型別都默認實作了interface{}，則意味著interface{}變數能和任意的非interface{}型別的可比較型別進行比較，

驗證原則：

type it interface {
	f()
}
type ix1 int
func (x ix1) f() {}
type ix2 map[int]int
func (x ix2) f() {}

x1 := ix1(2)
var t1 it = ix2{}
// 型別不一致時
fmt.Println(x1 == t1) // fasle
// 型別一致時
t1 = ix1(2)
fmt.Println(t1 == x1) // true

上面的輸出分別為false和true，符合原則，

驗證推論：

var it1 interface{} = "111"
fmt.Println(it1 == 1)

上面能夠正常比較，說明推論正確，且輸出為false，符合原則，

注意：下面情況會panic

var t2 it = ix2{}
var t3 it = ix2{}
fmt.Println(t2 == t3)

上述代碼發生panic，符和Interface{}之間比較的原則，

陣列之間的比較

兩個陣列的元素型別相同且是可比較型別，并且陣列的長度相同，則這兩個陣列可比較，當兩個可比較的陣列對應元素均相等時，則這兩個陣列相等，即使兩個陣列可比較，但依舊不可排序，

型別相同但元素不可比較時：

var array1 [3][]int
var array2 [3][]int
fmt.Println(array1 == array2)

上述代碼在vscode中的錯誤為cannot compare array1 == array2 (operator == not defined for [3][]int)compiler，所以如果陣列元素為不可比較型別，則陣列也不可比較，

陣列元素可比較但陣列長度不一致時：

var array3 [3]int
var array4 [2]int
fmt.Println(array3 == array4)

上述代碼在vscode中的錯誤為cannot compare array3 == array4 (mismatched types [3]int and [2]int)compiler，所以如果陣列長度不一致時，則兩個陣列不可比較，

滿足陣列長度相等且元素型別可比較時：

var array5, array6 [3]int
fmt.Println(array5 == array6)
array5 = [...]int{3, 2, 1}
array6 = [...]int{1, 2, 3}
fmt.Println(array5 == array6)

上述輸出分別為true和false，符合可比較陣列一一判斷對應元素是否相等這一原則，所以，我們平時在開發中可以利用該原則快速比較陣列是否相等，

最后，衷心希望本文能夠對各位讀者有一定的幫助，

注：

1. 寫本文時， 筆者所用go版本為: go1.14.2
2. 文章中所用完整例子：https://github.com/Isites/go-coder/blob/master/comparison-operators/main.go

參考：

https://golang.org/ref/spec#Comparison_operators