الثوابت const في Golang: الثوابت ذات النوع وعديمة النوع

الثابت قيمة محدّدة وقت الترجمة. عرّفه بـ const، وسترفض Go أي محاولة لتغييره.

package main

import (
	"fmt"
	"time"
)

const AppName = "inventory"
const MaxRetries = 3
const Timeout = 2 * time.Second

const (
	KB = 1024
	MB = 1024 * KB
	GB = 1024 * MB
)

func main() {
	fmt.Println(AppName, MaxRetries, Timeout)
	fmt.Println("1 GB =", GB, "bytes")
	fmt.Printf("upload limit: %.1f MB\n", 15_000_000.0/MB)
}

يمكن تعريف الثوابت على مستوى الحزمة أو داخل دالة، واحدًا في كل سطر أو مجمّعة في كتلة const ( ... ). يُحسب MB وGB من ثوابت أخرى، ويجري المترجم هذه العمليات الحسابية مرة واحدة وقت البناء.

الإسناد إلى ثابت، مثل MaxRetries = 5، خطأ ترجمة:

./main.go:8:2: cannot assign to MaxRetries (neither addressable nor a map index expression)

ما الذي يمكن أن يكون ثابتًا

ثلاثة أنواع من القيم فقط: القيم المنطقية، والأرقام (الأعداد الصحيحة والعشرية والمركّبة والـ runes) والنصوص. يجب أن يستطيع المترجم حساب القيمة، أي حرفيات وثوابت أخرى وعمليات حسابية عليها وبعض الدوال المدمجة مثل len على نص ثابت.

كل ما يحتاج إلى تشغيل شيفرة أو حجز ذاكرة مستبعد:

const Colors = []string{"red", "green"} // slice
const Started = time.Now()              // function call

./main.go:9:16: []string{…} (value of type []string) is not constant
./main.go:10:13: time.Now() (value of struct type time.Time) is not constant

لماذا لا تملك Go شرائح أو خرائط ثابتة

الشرائح والخرائط والبنى التي تحتويها مراجع إلى ذاكرة موجودة وقت التشغيل، فلا يستطيع المترجم تضمينها في البرنامج كقيم ثابتة، ولا تملك Go معدِّلًا مثل readonly أو final للمتغيّرات. الحلول الشائعة:

package main

import (
	"fmt"
	"slices"
)

// A package-level var: fine when your own code is the only writer.
var weekdays = []string{"Mon", "Tue", "Wed", "Thu", "Fri"}

// A function returning a fresh copy: callers cannot change the original.
func Weekdays() []string {
	return slices.Clone(weekdays)
}

// An array has a fixed length, but it is still a var, not a const.
var primes = [5]int{2, 3, 5, 7, 11}

func main() {
	days := Weekdays()
	days[0] = "Monday" // changes the copy only

	fmt.Println(days)
	fmt.Println(weekdays)
	fmt.Println(primes, len(primes))
}

تكلّف النسخة حجز ذاكرة في كل استدعاء، وهذا مقبول لبيانات بحجم الإعدادات. للبحث بالمفتاح، عبارة switch داخل دالة خيار آخر يشبه الثابت: func statusText(code int) string { switch code { ... } }.

الثوابت عديمة النوع

الثابت المعرَّف دون نوع عديم النوع (untyped). له صنف (عدد صحيح، عشري، rune، نص، منطقي) لكن ليس له نوع Go محدد حتى يُستخدم، فيتكيّف مع السياق:

package main

import "fmt"

const Ratio = 2 // untyped integer constant

func main() {
	var a int = Ratio
	var b float64 = Ratio
	var c uint8 = Ratio
	var d float32 = Ratio * 1.5

	fmt.Println(a, b, c, d)
	fmt.Printf("%T %T %T %T\n", a, b, c, d)

	// When nothing forces a type, the default type is used.
	x := Ratio
	y := Ratio * 1.5
	fmt.Printf("x is %T, y is %T\n", x, y)
}

يعمل Ratio كـ int وfloat64 وuint8 وfloat32 دون تحويل. لهذا تُترجم time.Sleep(2 * time.Second): الرقم 2 عديم النوع ويصبح time.Duration.

عندما لا يفرض السياق نوعًا، كما في x := Ratio، يأخذ الثابت نوعه الافتراضي:

حساب دقيق

الثوابت الرقمية عديمة النوع دقيقة. يمثّل المترجم الأعداد الصحيحة بـ 256 بت على الأقل، فقد تكون القيم الوسيطة أكبر بكثير من أي نوع في Go:

package main

import "fmt"

const Huge = 1 << 100
const Scaled = Huge >> 98 // 4: fits in an int

func main() {
	fmt.Println(Scaled)
	fmt.Println(Huge / (1 << 90)) // 1024
}

لا يمكن طباعة Huge نفسه كعدد صحيح، لأن تمريره إلى fmt.Println يحوّله إلى int، ويكتشف المترجم ذلك (float64(Huge) تعمل، لأن العدد العشري يتّسع لهذا المقدار):

cannot use Huge (untyped int constant 1267650600228229401496703205376) as int value in argument to fmt.Println (overflows)

الفحص نفسه يوقف أخطاء أصغر وقت الترجمة، مثل var b byte = 300:

cannot use 300 (untyped int constant) as byte value in variable declaration (overflows)

الثوابت ذات النوع

أعطِ الثابت نوعًا فيتصرّف كقيمة من ذلك النوع في كل مكان، بما في ذلك رفض Go خلط الأنواع:

const Limit int = 10

var f float64 = 2
fmt.Println(Limit * f)

invalid operation: Limit * f (mismatched types int and float64)

مع const Limit = 10 (عديم النوع) تُترجم Limit * f وتعطي 20. لذا اترك الثوابت عديمة النوع ما لم يحمل النوع معنى. ويحمل معنى عندما تعرّف ثوابت من نوعك المسمّى الخاص، وهي الطريقة التي تبني بها Go التعدادات:

type Weekday int

const (
	Sunday Weekday = iota
	Monday
	Tuesday
)

هنا النوع هو المقصود: الدالة التي تأخذ Weekday توثّق ما تريده. صفحة التعدادات وiota تشرح iota وأنماط التعدادات المبنية عليها.

const مقابل var

استخدم const لكل ما هو ثابت فعلًا: الحدود والأحجام والأسماء ورموز البروتوكولات ونصوص التنسيق. تحصل على فحص الفيضان وقت الترجمة وحساب دقيق دون أي كلفة.

مزالق

الثوابت ذات النوع لا تتكيّف. لا يمكن تمرير const Timeout int = 5 حيث يُتوقَّع time.Duration دون تحويل؛ أما const Timeout = 5 عديم النوع فيمكن ضربه: Timeout * time.Second.

القسمة الصحيحة تحدث على الثوابت الصحيحة. قيمة const Half = 1 / 2 هي 0، لأن المعاملين عددان صحيحان عديما النوع. اكتب 1.0 / 2 لتحصل على 0.5.

لا عنوان. &MaxRetries لا تُترجم. إذا طلبت واجهة برمجية *int، انسخ الثابت إلى متغيّر أولًا.