Go语言函数返回语句的演变与深层逻辑
在go语言的早期版本中，开发者可能会遇到一个令人困惑的编译错误，即在某些情况下，即使函数的所有逻辑分支都明确地返回了一个值，编译器仍然会抱怨“函数结束时没有返回语句”（function ends without a return statement）。这个问题主要出现在使用if-else结构时，尤其是在go 1.1版本之前，go编译器的设计哲学对此有着独特的考量。
早期Go编译器的严格要求
让我们通过一个计算阶乘的Go函数示例来理解这个问题。
初始的阶乘函数（无else分支）：
func factorial(x uint) uint {
if x == 0 {
return 1
}
return x * (factorial(x - 1))
}这个函数能够正常编译并运行，例如factorial(5)会返回120。
引入else分支后遇到的问题（Go 1.1之前）：
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如果我们将上述函数改写，显式地使用else分支：
func factorial(x uint) uint {
if x == 0 {
return 1
} else {
return x * (factorial(x - 1))
}
}在Go 1.1之前的编译器中，这段代码会导致编译错误：function ends without a return statement。这似乎违反直觉，因为无论x是否为0，函数都会通过if或else分支返回一个值。
“解决”早期编译错误的方法：添加一个不可达的返回语句
为了让上述带有else分支的代码在Go 1.1之前的版本中通过编译，一种常见的做法是在函数末尾添加一个实际上永远不会被执行到的return语句：
func factorial(x uint) uint {
if x == 0 {
return 1
} else {
return x * (factorial(x - 1))
}
// 尽管这段代码永远不会执行，但早期编译器需要它
fmt.Println("this never executes") // 这行也不会执行
return 1 // 早期编译器要求此处有一个返回语句
}添加了这个“不可达”的return 1后，函数就能正常编译并给出正确的结果。这引发了开发者们的疑问：为什么编译器会有这种看似不合理的行为？
编译器设计的哲学：Rob Pike的解释
Go语言的作者之一Rob Pike对此进行了解释。在Go 1.1之前，Go编译器对带有返回值的函数有一个严格的词法规则：函数必须在语法上以return或panic语句结束。
编译器要求带有结果的函数，其词法上最后一个语句必须是return或panic。这条规则比要求进行全面的流控制分析来确定函数是否在没有返回的情况下到达末尾（这通常非常困难）更容易实现，也比枚举像本例这样简单的特殊情况的规则更简单。此外，由于它是纯粹的词法规则，错误不会因为控制结构中使用的常量值等变化而自发产生。— Rob Pike
简而言之，这是一个为了简化编译器实现而做出的设计权衡。编译器不进行复杂的控制流分析来判断所有路径是否都返回，而是采用一个更简单的、纯粹的词法规则。这意味着，即使从逻辑上看所有分支都已覆盖，如果函数体在语法上没有以return或panic结束，就会报错。这被视为一个有意为之的设计决策，而非一个bug。
Go 1.1的改进：引入“终止语句”概念
Go语言社区对这一问题进行了讨论，并在Go 1.1版本中引入了重要的改进。Go 1.1放宽了对最终return语句的要求，引入了“终止语句”（terminating statement）的概念。
Go 1.1更新内容摘要：
在Go 1.1之前，返回值的函数需要在函数末尾显式地使用“return”或调用“panic”；这是一种简单的方式，让程序员明确函数的含义。但有许多情况下，最终的“return”显然是不必要的，例如只有一个无限“for”循环的函数。
在Go 1.1中，关于最终“return”语句的规则更加宽松。它引入了终止语句的概念，即保证是函数执行的最后一个语句。示例包括没有条件的“for”循环，以及“if-else”语句中每个分支都以“return”结束的情况。如果函数体的最后一个语句在语法上可以被证明是一个终止语句，则不需要最终的“return”语句。
请注意，该规则是纯粹的语法规则：它不关注代码中的值，因此不需要复杂的分析。
这意味着，从Go 1.1开始，如果一个if-else语句的每个分支都以return语句结束，那么这个if-else结构本身就被视为一个“终止语句”。在这种情况下，编译器将不再要求函数体末尾额外添加一个return语句。
Go 1.1及更高版本中的阶乘函数：
func factorial(x uint) uint {
if x == 0 {
return 1
} else { // 在Go 1.1+中，这个结构被识别为终止语句
return x * (factorial(x - 1))
}
// 不再需要额外的 return 语句
}这段代码在Go 1.1及更高版本中可以正常编译并运行，无需添加任何冗余的return语句。
总结与最佳实践
- 历史回顾： 在Go 1.1之前，Go编译器对函数返回语句有严格的词法要求，即使所有代码路径都返回，也可能需要额外的、逻辑上不可达的return语句来满足编译器的要求。这是为了简化编译器设计，避免复杂的控制流分析。
- Go 1.1的改进： Go 1.1引入了“终止语句”的概念，使得像if-else结构（当所有分支都返回时）或无限循环等结构，如果作为函数的最后一个语句，则不再需要额外的return。这一改变提高了代码的简洁性和可读性。
- 当前实践： 在现代Go版本中（Go 1.1及更高），当你使用if-else语句，并且if和else的每个分支都明确地返回一个值时，你不需要在函数末尾再添加一个多余的return语句。编译器会正确地识别这种情况。
- go vet工具： 对于从早期Go版本迁移过来的代码，go vet工具可以帮助识别和清理那些因为旧规则而添加的、现在已变得多余的return语句，从而优化代码。
理解Go语言编译器在不同版本中的行为演变，有助于开发者更好地编写符合Go语言习惯、高效且清晰的代码。
