Goのnilだけどnilじゃないちょっとだけnilな値 #Go

突然ですが、以下のコードが何を意味しているかわかりますか？

var _ I = (*T)(nil)

答え

型チェックです。

次のようなコードが存在するとして、TがインターフェイスIを満たすことを宣言しています。

type I interface {}
type T struct {}

このチェックが行われるのは実行時ではなくコンパイル時です。また、割り当て先がブランク識別子_であるため、バイトコードにはこのコードに対応する部分は出力されません。

Effective Go - The Go Programming Language

それはわかったけど、`(*T)(nil)`ってキモくない？というか何してるの？

型の変換です。普通であればfloat32(1)のように書けますが、前に*がつく場合はカッコで囲む必要があります。*はポインタを現すために使うので、その場合と区別するために必要だとか。

Go's Declaration Syntax - The Go Blog

つまり、次の2つのコードは同じことをしています。

var a = (*T)(nil)

var b *T

後者を使用して冒頭のコードを書き換えるなら次のようになります。

var b *T
var _ I = b

ここで、aはnilから生成され、bはデフォルト値で初期化されていますので、両者共に直感的にはnilだと思われるのですが、実はこれらは同時にインターフェイス値でもあります。

nilが型を持っている？

次のコードと実行結果を眺めてみてください。

package main

import (
    "fmt"
)

type T struct {}

func main() {
    var b *T
    fmt.Println(b == nil) 
}

true

bはnilなので当然の結果ですね。

次にreflectを使って型を調べてみます。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type T struct {}

func main() {
    var b *T
    fmt.Println(reflect.TypeOf(b))
}

*main.T

どうやらbは型と値を持っているようです。

こうなると、bはただのnilではなくインターフェイス値であると考えるのが自然ですね。

インターフェイス値は動的な型と値を持つ

簡単な例として、空のインターフェイスIを定義して、インターフェイス値iにTのインスタンスへのポインタを代入してみます。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type I interface {}
type T struct {}

func main() {
    var i I
    fmt.Println(i == nil)
    fmt.Println(reflect.TypeOf(i))

    i = &T{}
    fmt.Println(i == nil)
    fmt.Println(reflect.TypeOf(i))

    i = nil
    fmt.Println(i == nil)
    fmt.Println(reflect.TypeOf(i))
}

true
<nil>
false
*main.T
true
<nil>

インターフェイス値iの型と値は変化し、最後は再びnilを代入され、元の状態に戻りました。

インターフェイス値は別の型に変換できる

代入ではなく、明示的な変換を行ってみます。

Uという構造体を追加しました。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type T struct {}
type U struct {}

func main() {
    var b *T
    var c = (*U)(b)
    fmt.Println(c == nil) 
    fmt.Println(reflect.TypeOf(c))
}

true
*main.U

bをUに変換したものは依然としてnilを値として持ちますが、型はUになります。

ただし、`interface{}`への変換を除く

では次にbをinterface{}に変換してみます。

package main

import (
    "fmt"
)

type T struct {}

func main() {
    var b *T
    var d = interface{}(b)
    fmt.Println(d == nil)
    fmt.Println(reflect.TypeOf(d))
}

false
*main.T

おや…？もう少し検証してみましょう。再び構造体UとbをUに変換したcを追加します。
そしてbとcをそれぞれinterface{}に変換してみます。

package main

import (
    "fmt"
    "reflect"
)

type T struct {}
type U struct {}

func main() {
    var b *T
    var c = (*U)(b)
    var d = interface{}(b)
    var e = interface{}(c)
    fmt.Println(reflect.TypeOf(b))
    fmt.Println(reflect.TypeOf(c))
    fmt.Println(reflect.TypeOf(d))
    fmt.Println(reflect.TypeOf(e))
}

*main.T
*main.U
*main.T
*main.U

TそしてUをinterface{}に変換した場合、型が変化していないことに注目してください。

これが、先ほどnilとの比較がfalseになった原因です。

まとめ

Goにはインターフェイス値というものがあり、型と値を持っている。
インターフェイス値の型と値はそれぞれ動的である。
nil以外のものからinterface{}に変換されたインターフェイス値は、値としてはnilを持っていたとしても、依然としてnil以外の型を持つため、nilとの比較がfalseになる。

もしこの記事に興味を持っていただけたなら、Go Data Structures: Interfaces あるいは「プログラミング言語 Go 7章インターフェイス」に「インターフェイス値」「インターフェイスの動的な型」「インターフェイスの動的な値」「型記述子」などの情報がまとまっています。

Goのnilだけどnilじゃないちょっとだけnilな値