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Go 中有枚舉嗎?這是一個(gè)模棱兩可的問(wèn)題。有人說(shuō)它有，有人說(shuō)它沒(méi)有。

什么是枚舉

代碼抽象于現(xiàn)實(shí)。程序與生活中關(guān)于枚舉的概念是相通的：枚舉代表一個(gè)對(duì)象所有可能取值的集合。例如，表示星期的 SUNDAY、MONDAY、TUESDAY、WEDNESDAY、THURSDAY、FRIDAY、SATURDAY 就是一組枚舉值。

實(shí)際上，我們可以將 Go 中所有原始類(lèi)型視為一種枚舉。例如 bool 類(lèi)型可以被認(rèn)為是一個(gè)只能為 true 或 false 的枚舉;byte 類(lèi)型是 0 至 255 的枚舉;指針是 32 位或 64 位地址空間所有可能的內(nèi)存地址的枚舉。

在例如 Python、Java、C 等語(yǔ)言中，一般都會(huì)有enum關(guān)鍵字或類(lèi)提供于開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)枚舉。

通用偽代碼可表達(dá)如下

enum 枚舉名{ 
    標(biāo)識(shí)符①[=整型常數(shù)], 
    標(biāo)識(shí)符②[=整型常數(shù)], 
    ... 
    標(biāo)識(shí)符N[=整型常數(shù)], 
}枚舉變量; 

Go 沒(méi)有enum關(guān)鍵字。但我們可以觀察枚舉的特征：同一組枚舉值在定義后不應(yīng)被改變;枚舉值對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型應(yīng)該相同;枚舉值是有限的;枚舉值與其含義是一一對(duì)應(yīng)的。

根據(jù)以上特征，在 Go 中可通過(guò)const與 iota關(guān)鍵字來(lái)實(shí)現(xiàn)枚舉的訴求。

iota

const用于定義常量，它們?cè)诰幾g期創(chuàng)建，在運(yùn)行時(shí)不能被修改。且僅有布爾型、數(shù)字型(整數(shù)型、浮點(diǎn)型和復(fù)數(shù))和字符串型能被定義為常量。

常量聲明格式如下

const identifier [type] = value 

而 iota 是常量計(jì)數(shù)器，它在遇到 const 關(guān)鍵字時(shí)，就被重置為 0。當(dāng) const 中每增一行常量聲明(包括空白標(biāo)識(shí)符_)，iota 計(jì)數(shù)將加1。

const ( 
 A int = iota   // 0 
 _            
 B              // 2 
 C              // 3 
 D              // 4 
) 
 
const ( 
 E int = iota   // 0 
 F              // 1 
) 

Go 枚舉實(shí)現(xiàn)

有了iota的參與，在 Go 中想要枚舉星期值，我們可以如下定義

type Weekday int 
 
const ( 
 _ Weekday = iota // ignore first value by assigning to blank identifier 
 Sunday 
 Monday 
 Tuesday 
 Wednesday 
 Thursday 
 Friday 
 Saturday 
) 

在使用枚舉值過(guò)程中，往往有輸出打印的需求

fmt.Println(Sunday, Monday)  // 1 2 

但原始的結(jié)果很不直觀，它不能反映出枚舉值背后的含義。我們需要為 Weekday 對(duì)象定義輸出。

func (w Weekday) String() string { 
 return [...]string{"Sunday", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday"}[w-1] 
} 

在 Go 中，我們可以為任意自定義類(lèi)型綁定String()方法，使其按照String()方法中定義的格式進(jìn)行打印。

func main() { 
 var day = Monday 
 switch day { 
 case Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday: 
  fmt.Printf("今天是%s，加油！打工人", day) 
 case Saturday, Sunday: 
  fmt.Printf("今天是%s，好好休息！打工人", day) 
 default: 
  fmt.Println("不存在的一天") 
 } 
} 

執(zhí)行結(jié)果

今天是Monday，加油!打工人 

Go 枚舉實(shí)現(xiàn)的不足

上述方案看似已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了枚舉功能，但其實(shí)存在一些問(wèn)題。

首先，由于 iota 基于 int 類(lèi)型，這意味著在程序中，任何整數(shù)都可以轉(zhuǎn)為枚舉類(lèi)型(這也是為何我們上文switch的case 中會(huì)有default分支)，但這并不是我們想要的。

func main() { 
 fakeNum := 8 
 day := Weekday(fakeNum) 
 fmt.Println(day) 
} 
 
# go run main.go 
%!v(PANIC=String method: runtime error: index out of range [7] with length 7) 

那善于思考的讀者就會(huì)想到，既然 int 不行，那我們可以采用字符串常量來(lái)表示枚舉值啊。但這個(gè)方案同樣存在上述的問(wèn)題，而且相較于使用 int 比較，當(dāng)比較字符串時(shí)，需要付出額外的性能成本。

另外，我們對(duì)于枚舉還有一個(gè)很重要的訴求，就是枚舉。對(duì)應(yīng)于 Go 循環(huán)表達(dá)式，枚舉迭代的期望是這樣

for i, day := range Weekday { 
 ... 
} 

但顯然，現(xiàn)在的代碼方案滿足不了這種訴求。

總結(jié)

本文討論了 Go 目前通過(guò) iota 關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)枚舉的做法，但這種方式并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完整的枚舉功能。在官方 issue 19814 中提出了 Go 中應(yīng)該增加 enum 關(guān)鍵字的提案，感興趣的讀者可以詳細(xì)查看。

關(guān)于 Go 中的枚舉實(shí)現(xiàn)，你有不一樣的觀點(diǎn)嗎，歡迎留言討論。

參考

proposal: spec: add typed enum support: https://github.com/golang/go/issues/19814