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golang中一种不常见的switch语句怎么写

时间:2024-5-11 11:40     作者:韩俊     分类: Go语言


这篇文章主要介绍了golang中一种不常见的switch语句怎么写的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇golang中一种不常见的switch语句怎么写文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。

注意这里讨论的不是

typed switch
,也就是case语句后面是类型的那种。

直接看代码:

func (s *systemd) Status() (Status, error) {
    exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "is-active", s.unitName())
    if exitCode == 0 && err != nil {
        return StatusUnknown, err
    }
    switch {
    case strings.HasPrefix(out, "active"):
        return StatusRunning, nil
    case strings.HasPrefix(out, "inactive"):
        // inactive can also mean its not installed, check unit files
        exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "list-unit-files", "-t", "service", s.unitName())
        if exitCode == 0 && err != nil {
            return StatusUnknown, err
        }
        if strings.Contains(out, s.Name) {
            // unit file exists, installed but not running
            return StatusStopped, nil
        }
        // no unit file
        return StatusUnknown, ErrNotInstalled
    case strings.HasPrefix(out, "activating"):
        return StatusRunning, nil
    case strings.HasPrefix(out, "failed"):
        return StatusUnknown, errors.New("service in failed state")
    default:
        return StatusUnknown, ErrNotInstalled
    }
}

你也可以在这找到它:代码链接

简单解释下这段代码在做什么:调用systemctl命令检查指定的服务的运行状态,具体做法是过滤systemctl的输出然后根据得到的字符串的前缀判断当前的运行状态。

有意思的在于这个switch,首先它后面没有任何表达式;其次在每个case后面都是个函数调用表达式,返回值都是bool类型的。

虽然看起来很怪异,但这段代码肯定没有语法问题,可以编译通过;也没有语义或者逻辑问题,因为人家用的好好的,这个项目接近4000个星星不是大家乱点的。

这里就不卖关子了,直接公布答案:

如果

switch
后面没有任何表达式,那么它等价于这个:
switch true
;case表达式按从上到下从左到右的顺序求值;如果case后面的表达式求出来的值和switch后面的表达式的值一样,那么就进入这个分支,其他case被忽略(除非用了fallthrough,但这会直接跳进下一个case的分支,不会执行下一个case上的表达式)。

那么上面那一串代码就好理解了:

首先是

switch true
,期待有个case能求出true这个值;从上到下执行
strings.HasPrefix
,如果是false就往下到下一个case,如果是true就进入这个case的分支。

它等价于下面这段:

func (s *systemd) Status() (Status, error) {
    exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "is-active", s.unitName())
    if exitCode == 0 && err != nil {
        return StatusUnknown, err
    }
    if strings.HasPrefix(out, "active") {
        return StatusRunning, nil
    }
    if strings.HasPrefix(out, "inactive") {
        // inactive can also mean its not installed, check unit files
        exitCode, out, err := s.runWithOutput("systemctl", "list-unit-files", "-t", "service", s.unitName())
        if exitCode == 0 && err != nil {
            return StatusUnknown, err
        }
        if strings.Contains(out, s.Name) {
            // unit file exists, installed but not running
            return StatusStopped, nil
        }
        // no unit file
        return StatusUnknown, ErrNotInstalled
    }
    if strings.HasPrefix(out, "activating") {
        return StatusRunning, nil
    }
    if strings.HasPrefix(out, "failed") {
        return StatusUnknown, errors.New("service in failed state")
    }
    return StatusUnknown, ErrNotInstalled
}

可以看到,光从可读性上来说的话两者很难说谁更优秀;两者同样需要注意把常见的情况放在最前面来减少不必要的匹配(这里的switch-case不能像给整数常量时那样直接进行跳转,实际执行和上面给出的if语句是差不多的)。

那么我们再来看看两者的生成代码,通常我不喜欢去研究编译器生成的代码,但这次是个小例外,对于执行流程上很接近的两段代码,编译器会怎么处理呢?

我们做个简化版的例子:

func status1(cmdOutput string, flag int) int {
    switch {
    case strings.HasPrefix(cmdOutput, "active"):
        return 1
    case strings.HasPrefix(cmdOutput, "inactive"):
        if flag > 0 {
            return 2
        }
        return -1
    case strings.HasPrefix(cmdOutput, "activating"):
        return 1
    case strings.HasPrefix(cmdOutput, "failed"):
        return -1
    default:
        return -2
    }
}
func status2(cmdOutput string, flag int) int {
    if strings.HasPrefix(cmdOutput, "active") {
        return 1
    }
    if strings.HasPrefix(cmdOutput, "inactive") {
        if flag > 0 {
            return 2
        }
        return -1
    }
    if strings.HasPrefix(cmdOutput, "activating") {
        return 1
    }
    if strings.HasPrefix(cmdOutput, "failed") {
        return -1
    }
    return -2
}

这是switch版本的汇编:

main_status1_pc0:
        TEXT    main.status1(SB), ABIInternal, $40-24
        CMPQ    SP, 16(R14)
        PCDATA  $0, $-2
        JLS     main_status1_pc273
        PCDATA  $0, $-1
        SUBQ    $40, SP
        MOVQ    BP, 32(SP)
        LEAQ    32(SP), BP
        FUNCDATA        $0, gclocals·wgcWObbY2HYnK2SU/U22lA==(SB)
        FUNCDATA        $1, gclocals·J5F+7Qw7O7ve2QcWC7DpeQ==(SB)
        FUNCDATA        $5, main.status1.arginfo1(SB)
        FUNCDATA        $6, main.status1.argliveinfo(SB)
        PCDATA  $3, $1
        MOVQ    CX, main.flag+64(SP)
        MOVQ    AX, main.cmdOutput+48(SP)
        MOVQ    BX, main.cmdOutput+56(SP)
        PCDATA  $3, $-1
        MOVL    $6, DI
        LEAQ    go:string."active"(SB), CX
        PCDATA  $1, $0
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        NOP
        TESTB   AL, AL
        JNE     main_status1_pc258
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."inactive"(SB), CX
        MOVL    $8, DI
        NOP
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JEQ     main_status1_pc147
        MOVQ    main.flag+64(SP), CX
        TESTQ   CX, CX
        JLE     main_status1_pc130
        MOVL    $2, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc130:
        MOVQ    $-1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc147:
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."activating"(SB), CX
        MOVL    $10, DI
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JNE     main_status1_pc243
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."failed"(SB), CX
        MOVL    $6, DI
        PCDATA  $1, $1
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JEQ     main_status1_pc226
        MOVQ    $-1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc226:
        MOVQ    $-2, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc243:
        MOVL    $1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc258:
        MOVL    $1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status1_pc273:
        NOP
        PCDATA  $1, $-1
        PCDATA  $0, $-2
        MOVQ    AX, 8(SP)
        MOVQ    BX, 16(SP)
        MOVQ    CX, 24(SP)
        CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)
        MOVQ    8(SP), AX
        MOVQ    16(SP), BX
        MOVQ    24(SP), CX
        PCDATA  $0, $-1
        JMP     main_status1_pc0

我把inline给关了,不然hasprefix内联出来的东西会导致整个汇编代码难以阅读。

上面的代码还是很好理解的,“active”和“inactive”的case被放在一起,如果匹配到了就跳转进入对应的分支;“activing”和“failed”的case也放在了一起,匹配到之后的操作与前面两个case一样(实际上上面两个case的匹配执行完就会跳转到这两个,至于为啥要多一次跳转我没深究,可能是为了提高

L1d
的命中率,一大块指令可能会导致缓存里放不下从而付出更新缓存的代价,而有流水线优化的情况下一个jmp带来的开销可能低于缓存未命中的惩罚,不过这在实践里很难测量,权当我在自言自语也行)。最后那一串带ret的语句块就是对应的case的分支。

再来看看if的代码:

main_status2_pc0:
        TEXT    main.status2(SB), ABIInternal, $40-24
        CMPQ    SP, 16(R14)
        PCDATA  $0, $-2
        JLS     main_status2_pc273
        PCDATA  $0, $-1
        SUBQ    $40, SP
        MOVQ    BP, 32(SP)
        LEAQ    32(SP), BP
        FUNCDATA        $0, gclocals·wgcWObbY2HYnK2SU/U22lA==(SB)
        FUNCDATA        $1, gclocals·J5F+7Qw7O7ve2QcWC7DpeQ==(SB)
        FUNCDATA        $5, main.status2.arginfo1(SB)
        FUNCDATA        $6, main.status2.argliveinfo(SB)
        PCDATA  $3, $1
        MOVQ    CX, main.flag+64(SP)
        MOVQ    AX, main.cmdOutput+48(SP)
        MOVQ    BX, main.cmdOutput+56(SP)
        PCDATA  $3, $-1
        MOVL    $6, DI
        LEAQ    go:string."active"(SB), CX
        PCDATA  $1, $0
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        NOP
        TESTB   AL, AL
        JNE     main_status2_pc258
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."inactive"(SB), CX
        MOVL    $8, DI
        NOP
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JEQ     main_status2_pc147
        MOVQ    main.flag+64(SP), CX
        TESTQ   CX, CX
        JLE     main_status2_pc130
        MOVL    $2, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc130:
        MOVQ    $-1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc147:
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."activating"(SB), CX
        MOVL    $10, DI
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JNE     main_status2_pc243
        MOVQ    main.cmdOutput+48(SP), AX
        MOVQ    main.cmdOutput+56(SP), BX
        LEAQ    go:string."failed"(SB), CX
        MOVL    $6, DI
        PCDATA  $1, $1
        CALL    strings.HasPrefix(SB)
        TESTB   AL, AL
        JEQ     main_status2_pc226
        MOVQ    $-1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc226:
        MOVQ    $-2, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc243:
        MOVL    $1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc258:
        MOVL    $1, AX
        MOVQ    32(SP), BP
        ADDQ    $40, SP
        RET
main_status2_pc273:
        NOP
        PCDATA  $1, $-1
        PCDATA  $0, $-2
        MOVQ    AX, 8(SP)
        MOVQ    BX, 16(SP)
        MOVQ    CX, 24(SP)
        CALL    runtime.morestack_noctxt(SB)
        MOVQ    8(SP), AX
        MOVQ    16(SP), BX
        MOVQ    24(SP), CX
        PCDATA  $0, $-1
        JMP     main_status2_pc0

除了函数名子不一样之外,其他是一模一样的,可以说两者在生成代码上也没有区别。

你可以在这里看到代码和他们的编译产物:Compiler Explorer

既然生成代码是一样的,那性能就没必要测量了,因为肯定是一样的。

最后总结一下这种不常用的switch写法,形式如下:

switch {
case 表达式1: // 如果是true
    do works1
case 表达式2: // 如果是true
    do works2
default:
    都不是true就会到这里
}

考虑到在性能上这并没有什么优势,而且对于初次见到这个写法的人可能不能很快理解它的含义,所以这个写法的使用场景我目前能想到的只有一处:

如果你的数据有固定的2种以上的前缀/后缀/某种模式,因为没法用固定的常量去表示这种情况,那么用case加上一个简单的表达式(函数调用之类的)会比用if更紧凑,也能更好地表达语义,case越多效果越明显。比如我在开头举的那个例子。

如果你的代码不符合上述情况,那还是老老实实用if会更好。

标签: golang

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