7.8 インタフェースとnilについて の考察

基底型へのポインタとベース値へのポインタについて

インタフェースは「ベースとなる型（基底型）へのポインタ」と「ベースとなる値へのポインタ」の組で実装されています とある。これをunsafe.Pointerを使って具体的に見てみる。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
    "unsafe"
)

type eface struct {            // 空インタフェース(interface{})の内部表現に対応
    typ  unsafe.Pointer        // 実際は *runtime._type だがここではポインタで代用
    data unsafe.Pointer
}

func dumpEmptyInterface(x interface{}) {
    e := *(*eface)(unsafe.Pointer(&x)) // x(=interface{}) の中身を生で読む
    fmt.Printf("eface.typ  = %p (dynamic type = %v)\n", e.typ, reflect.TypeOf(x))
    fmt.Printf("eface.data = %p\n", e.data)

    // 参考：動的値がポインタ型なら、そのポインタ値も安全に確認できる
    v := reflect.ValueOf(x)
    if v.Kind() == reflect.Ptr {
        fmt.Printf("dynamic pointer value = 0x%x (isNil=%v)\n", v.Pointer(), v.IsNil())
    }
}

func main() {
    var s *string
    fmt.Println(s == nil) // true

    var i interface{}
    fmt.Println(i == nil) // true

    fmt.Println("dumpEmptyInterface 1回目")
    dumpEmptyInterface(i)

    i = s
    fmt.Println(i == nil) // false

    fmt.Println("dumpEmptyInterface 2回目")
    dumpEmptyInterface(i)
}

これを実行すると以下のようになる

true
true
dumpEmptyInterface 1回目
eface.typ  = 0x0 (dynamic type = <nil>)
eface.data = 0x0
false
dumpEmptyInterface 2回目
eface.typ  = 0x10414ae40 (dynamic type = *string)
eface.data = 0x0
dynamic pointer value = 0x0 (isNil=true)

dumpEmptyInterface()の実行により、基底型のポインタには*stringが入っていることがわかる。
ちなみに、型ポインタも値ポインタもnilの場合、nilインタフェースと呼ぶ

動的型と静的型について

インタフェースが内部に持つ「型ポインタ」は動的型(中身の具体型)へのポインタであって、静的型へのポインタではない。
そのため

var i io.Reader

と宣言した場合、i == nilはtrueになるが、これは動的な型がnilであるため。

静的型

コンパイル時に決まる"その変数の型"。宣言や代入で固定され、コンパイラが代入可否・呼べるメソッドをチェックする根拠。var i io.Readerの静的型は常にio.Reader.

動的型

インタフェース値に格納されている実際の具体型。実行中に代入で変わる。
reflect.TypeOf(i)やfmt.Printf("%T", i)で判別可能

具象型のインスタンスが nil でもメソッド呼び出し自体は可能

これはそのまま

package main

import "fmt"

type Counter struct{ n int }

// ★ nil レシーバでも安全に動くよう、自分で nil を判定
func (c *Counter) SafeInc() {
	if c == nil {
		fmt.Println("nil receiver; skip")
		return
	}
	c.n++
}

func main() {
	var c *Counter = nil
	c.SafeInc() // OK: "nil receiver; skip"
}

実行すると nil receiver; skip が出力される