为什么 len() 返回一个有符号值？

Question

Go 的内置 len() function 返回一个签名的 int。为什么不使用 uint 代替？

len() 是否有可能返回负面信息？
据我所知，答案是否定的：

• Arrays: "元素的个数叫做长度，永远不会是负数。"
• Slices：“在任何时候，以下关系都成立：0 <= len(s) <= cap(s)”
• Maps“地图元素的数量称为它的长度”。 （我在规范中找不到任何明确将其限制为非负值的内容，但我很难理解为什么地图中的元素可能少于 0 个）
• Strings“字符串值是一个（可能为空的）字节序列......字符串 s 的长度（其大小以字节为单位）可以使用内置函数 len() 来发现”（同样，很难看看一个序列如何有一个负数的字节）
• Channels "通道缓冲区中排队的元素数量（同上）

Answer 1

Length and capacity

内置函数 len 和 cap 接受各种类型的参数和 返回 int 类型的结果。该实施保证了 结果总是适合 int。

Golang 是强类型语言，所以如果 len() 是 uint 则不是：

i := 0 // int
if len(a) == i {
}  

你应该写：

if len(a) == uint(i) {
}

或：

if int(len(a)) == i {
}

另见：

uint 32 位或 64 位
int 与 uint 大小相同
uintptr an unsigned integer large enough to store the uninterpreted bits of a pointer value

也为了与 C 兼容：CGo C.size_t 和 C 中的数组大小为 int 类型。

Answer 2

来自the spec:

长度是数组类型的一部分；它必须计算为一个非负常数，该常数可由int 类型的值表示。可以使用内置函数len 来发现数组 a 的长度。这些元素可以通过整数索引0 到len(a)-1 来寻址。数组类型总是一维的，但可以组合成多维类型。

我意识到说规范规定 X 可能有点循环，因为规范规定 Y，但因为长度不能超过 @ 的最大值987654326@，len 不可能返回一个 uint-exclusive 值，因为它返回一个负值。

Answer 3

len()（和cap()）返回int，因为这是用来索引切片和数组的（不是uint）。所以问题更多的是“当没有负索引时，为什么 Go 使用有符号整数来索引切片/数组？”。

答案很简单：计算索引是很常见的，如果以无符号整数进行此类计算，很容易下溢。对于 a 和 b 的 6 和 10 的无辜值，像 i := a-b+7 这样的无辜代码可能会产生 i == 4294967291。这样的索引可能会溢出您的切片。许多索引计算发生在 0 左右，并且使用无符号整数很难正确计算，这些错误隐藏在数学上完全合理和合理的公式后面。这既不安全也不方便。

这是基于经验的权衡：下溢往往发生在使用无符号整数进行的索引计算中，而如果使用有符号整数进行索引计算，则上溢则不太常见。

另外：在这些情况下使用无符号整数的好处基本上为零。

Answer 4

有一个提案正在进行中“issue 31795 Go 2: change len, cap to return untyped int if result is constant”

它可能包含在 Go 1.14（2010 年第一季度）中

我们应该能够毫无问题地为 len 和 cap 做到这一点 - 确实如此 stdlib 中没有任何内容可以通过修改后的类型对其进行类型检查 检查显示

将 CL 179184 视为 PoC：这仍处于试验阶段。

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作为peterSO 的noted below，这已关闭。

Robert Griesemer 解释：

正如您所指出的，使 len 始终无类型的问题是 结果。对于布尔值（以及字符串），大小是已知的，无论如何 一种布尔值（或字符串）。

Russ Coxadded:

我不确定这里的成本是否值得。今天有一个简单的 规则：len(x) 的类型为 int。将类型更改为取决于 x 是什么 将以非正交方式与各种代码更改交互。例如， 在建议的语义下，此代码编译：

const x string = "hello"
func f(uintptr)
...
f(len(x))

但假设随后有人出现并希望能够修改 x 为 测试或类似的东西，所以他们s/const/var/。这通常是相当的 安全，但现在 f(len(x)) 调用无法进行类型检查，它将是 神秘的为什么它会起作用。

此更改似乎可能会增加比删除更多的粗糙边缘。