Go/エラー

エラー

エラー（Errors）とは、Goプログラミング言語で定義された次のインターフェース型を指します。。

 type error interface {
 	Error() string
 }

このインターフェースは、エラー状態を表現するために使用されます。nil 値はエラーがないことを示します。例えば、ファイルからデータを読み取る関数が次のように定義されているとします。

func Read(f *File, b []byte) (n int, err error)

この関数は、File から b にデータを読み取り、成功した場合は読み取ったバイト数を、失敗した場合はエラーを返します。

ランタイム・パニック

Goでは、配列の範囲外のインデックスを参照するなどの実行時エラーが発生した場合、ランタイム・パニック（Run-time panics）と呼ばれるエラーが発生します。このエラーは予期しない状況を示し、プログラムの実行を中断させます。

ランタイム・パニックが発生すると、panic 関数が呼び出され、runtime.Error 型のエラーが生成されます。このエラーは事前に宣言された error インターフェースを満たします。ランタイム・パニックはコンパイラによって検出されないため、コードを慎重にテストすることが重要です。ランタイム・パニックが発生すると、エラー値は不定であり、異なるランタイム・エラー条件を示す可能性があります。。

package runtime

type Error interface {
	error
	// そしておそらく他のメソッド
}

Goの例外処理

Go言語では、エラーハンドリングや例外処理を行うために error インターフェースを使用します。一般的に、関数は error を返すことがあります。エラーが発生した場合には、error が nil でないことを確認し、適切な処理を行います。以下は基本的な例です。

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
)

func divide(x, y int) (result int, err error) {
	if y == 0 {
		err = errors.New("ゼロで割ることはできません")
		return
	}
	result = x / y
	return
}

func main() {
	result, err := divide(10, 2)
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Println("結果:", result)
	}

	result, err = divide(10, 0)
	if err != nil {
		fmt.Println("エラー:", err)
	} else {
		fmt.Println("結果:", result)
	}
}

この例では、divide 関数が2つの引数を受け取り、割り算を行います。ゼロで割ろうとした場合にはエラーを返します。main 関数では、divide を用いて計算を行い、エラーが発生した場合はエラーメッセージを表示します。

Goでは、error が nil であればエラーが発生していないことを示し、nil でなければエラーがあることを示します。この方法で、エラーハンドリングと例外処理が行われます。

システム面での注意点

システム面での注意点（System considerations）。

パッケージ unsafe

組み込みパッケージ unsafe は、型システムに違反する操作を含む低レベルのプログラミング機能を提供します。unsafe パッケージはインポート・パス unsafe でアクセスでき、型安全性を手動で確認する必要があります。ポータブル性に欠ける可能性があります。以下のインターフェースが提供されています。。

package unsafe

type ArbitraryType int // 任意のGo型の略語。実数型ではない。
type Pointer *ArbitraryType

func Alignof(variable ArbitraryType) uintptr
func Offsetof(selector ArbitraryType) uintptr
func Sizeof(variable ArbitraryType) uintptr

type IntegerType int // 整数型の略記で，実数型ではない
func Add(ptr Pointer, len IntegerType) Pointer 
func Slice(ptr *ArbitraryType, len IntegerType) []ArbitraryType

Pointer はポインター型ですが、Pointer の値はデリファレンスできません。基礎となる uintptr 型の任意のポインターまたは値は、基礎となる Pointer 型に変換でき、その逆も可能です。Pointer と uintptr の間の変換の効果は、実装で定義されます。

var f float64
bits = *(*uint64)(unsafe.Pointer(&f))

type ptr unsafe.Pointer
bits = *(*uint64)(ptr(&f))

var p ptr = nil

Alignof および Sizeof 関数は、任意の型の式 x を受け取り、仮想変数 v のアラインメントまたはサイズをそれぞれ返します。ここで v は var v = x で宣言されたかのように扱われます。

Offsetof 関数は、構造体のフィールドを示すセレクタ s.f を受け取り、そのフィールドのオフセットをバイト単位で返します。f が埋め込みフィールドの場合、構造体のフィールドを介してポインタの間接性なしに到達可能でなければなりません。

例えば、構造体 s にフィールド f がある場合、次のように表現できます。

uintptr(unsafe.Pointer(&s)) + unsafe.Offsetof(s.f) == uintptr(unsafe.Pointer(&s.f))

コンピューターアーキテクチャでは、メモリアドレスが 整列（aligned） されることが要求される場合があります。変数のアドレスは、その変数の型の 整列 を表す係数の倍数でなければなりません。Alignof 関数は、変数 x のアラインメントをバイト単位で返します。

変数 x の場合、次のように確認できます。

uintptr(unsafe.Pointer(&x)) % unsafe.Alignof(x) == 0

Alignof、Offsetof、および Sizeof の呼び出しは、uintptr 型のコンパイル時定数式です。

Add 関数は、ポインター ptr に長さ len を追加し、更新されたポインター unsafe.Pointer(uintptr(ptr) + uintptr(len)) を返します。len 引数は整数型または型付けされていない定数でなければなりません。定数の len 引数は int 型の値で表現できなければなりません。型付けされていない定数の場合は int 型になります。Pointer の有効な使用法

の例は以下です。。

package unsafe

type Pointer *ArbitraryType

func Add(ptr Pointer, len int) Pointer

func (p Pointer) Ptr() unsafe.Pointer { return unsafe.Pointer(p) }

var x [10]int
var p = unsafe.Add(&x[0], 1)

Slice 関数は、ポインター ptr からスライス []ArbitraryType を作成し、その長さを len として返します。スライス []ArbitraryType は、ポインターと長さから生成されます。スライスを生成する際、スライスの長さがゼロ以上であり、長さが len でなければなりません。

型情報

型情報（Type information）は、Go言語における型の表現に関する詳細です。型情報はコンパイラやランタイムにおいて重要な役割を果たし、型システムの整合性を保証します。

型の検査

型の検査（Type inspection）は、型を動的に検査するための手法です。Goでは、型アサーションや型スイッチを使用して動的型情報にアクセスできます。

var i interface{}
i = "string"
s, ok := i.(string)
if ok {
	fmt.Println(s)
}

上記のコードでは、i が string 型であるかどうかを確認し、i が string 型の場合にはその値を s に格納します。

型の反射

型の反射（Type reflection）は、実行時に型の情報にアクセスするための手法です。Goの reflect パッケージを使用することで、型の情報を動的に取得できます。

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	var x int = 42
	t := reflect.TypeOf(x)
	v := reflect.ValueOf(x)
	fmt.Println("Type:", t)
	fmt.Println("Value:", v)
}

上記のコードでは、変数 x の型と値を reflect パッケージを使用して取得し、それを表示します。

参考文献

• “Defer, Panic, and Recover - go.dev”. The Go Blog. The Go website. (2010-08-04). https://go.dev/blog/defer-panic-and-recover.