Golang编译器DIY，手搓 if err != nil { return err } 语法糖

前序

在go的社区里，下面这三行代码是被吐槽的最多的

if err != nil {return err
}

从代码之整洁美观的角度看，这样的写法也是让人不舒服的。尤其是当有很多错误需要处理的时候，就会发现通篇都是这三行。
所以想着看看修改一下编译器，优化这一写法。
预期达到的效果如下：

func  Aaa(info string) (err error) {err = NewError(info)?//todo something
}

它等价于下面这段函数

func  Aaa(info string) (err error) {err = NewError(info)if err != nil {return}//todo something
}

思路

go的编译过程大概分为这么几个阶段：

扫描解析源文件
类型检查和AST生成
生成SSA中间代码，并进行一定优化
生成机器码

基于这个过程，我们的"?"号语法糖，只需要在编译器解析源码的时候，将?号扩展为if err != nil { return } 即可

拉取go的源代码

在正式开始开工之前，需要在本地先安装一个go的执行环境，并且尽量用最新的版本。然后clone go的源码包。
下面我们所有的操作，都相对于这个目录来完成。

git clone https://github.com/golang/go.git

注意，你本地已经安装的go的版本，尽量只比你要编译的版本小一个版本号。
比如我这里用go version go1.21.11 darwin/amd64编译go version go1.22.0 darwin/amd64

代码拉下来后，可以先编译一下，确定默认编译不会出问题。

all.bash 编译完成后，会自动进行测试，时间还是比较长的。并且给了多系统的命令文件 all.bat all.rc
make.bash 仅编译，我的电脑大约20s就能编译完成。

cd go/src//编译并测试
./all.bash//仅编译
./make.bash

编译完成后，可以在bin目录下看到go文件，运行下面的命令，打印版本号，表示编译成功。

为了和本地环境区分开，需要指定GOROOT为我们下载的go源码的文件夹路径。

 GOROOT=<go path> bin/go version//输出：go version go1.22.0 darwin/amd64

增加 `?` 标识符和具体语法节点

首先增加？号标识符，在syntax目录下，这个目录的主要功能就是做scan和parser。

路径：src/cmd/compile/internal/syntax/tokens.go
在token里面增加一个_RetErr用来表示？号。注释必须按照下面的格式写，自动生成需要。

 // go:generate stringer -type token -linecomment tokens.goconst (_    token = iota..._Semi      // ;_RetErr    // ?_Colon     // :...   
)

上边的注释 // go:generate stringer -type token -linecomment tokens.go表示我们需要go generate一下。

stringer 较新的版本中这个包是内置的，通常不需要安装，如果提示不存在，则手动安装一下。

//syntax目录下执行go generate tokens.go

查看token_string.go文件，如下图，将我们新加的token也生成上去了。
在这里插入图片描述

我们还需要创建一个?号对应的具体语法树的节点，因为我们这里做的是一个语法糖，所以直接组合一下if对应的IfStmt结构就可以了，如下：

IfStmt struct {Init SimpleStmtCond ExprThen *BlockStmtElse Stmt // either nil, *IfStmt, or *BlockStmt
stmt
}RetErrStmt struct {IfStmt
}

简单介绍一下if结构的几个字段的作用：

Init：在执行if条件判断前的代码块，如：if _,ok:=get();ok{ todo }中，_,ok:=get()部分就是Init，它可以为空。
Cond：判断条件，
Then：条件为真时，执行这个代码。
Else：条件为假时，执行的代码，可以为空。

语法解析

go的源码解析主要有两个结构体：

scanner ：负责按照token维度扫描源文件
parser：将扫描的token组装成具体语法树

我们先增加对于?号标识符的扫描识别，src/cmd/compile/internal/syntax/scanner.go

func (s *scanner) next() {
...
case ';':s.nextch()s.lit = "semicolon"s.tok = _Semicase '?':s.nextch()s.tok = _RetErr
...
}

然后增加对?的语法解析，我们参考IfStmt的解析方法:

路径：src/cmd/compile/internal/syntax/parser.go
stmtOrNil : 在这个函数中增加标识符的解析方法
retErr ：实际上我们增加了一个IfStmt的语法糖。

func (p *parser) stmtOrNil() Stmt {
...
case _RetErr:return p.retErr()case _If:return p.ifStmt()
...
}func (p *parser) retErr() *RetErrStmt {if trace {defer p.trace("ifStmt")()}//判断条件：err != nilcondExpr := &Operation{X:  &Name{Value: "err"},Op: Neq,Y:  &Name{Value: "nil"},}condExpr.pos = p.pos()// 表示 Then 块: returnthenBlock := &BlockStmt{List: []Stmt{&ReturnStmt{//Results: &Name{Value: "err"},},},Rbrace: p.pos(),}//组装RetErrStmts := new(RetErrStmt)s.pos = p.pos()s.Cond = condExprs.Then = thenBlock//继续向下扫描p.next()//如果存在else则继续解析if p.got(_Else) {switch p.tok {case _If:s.Else = p.ifStmt()case _Lbrace:s.Else = p.blockStmt("")default:p.syntaxError("else must be followed by if or statement block")p.advance(_Name, _Rbrace)}}return s
}

边界判断

go对写法有比较严格的要求，尤其是换行和边际的判断，所以我们需要告诉编译器，?号不需要处理边际，因为已经解析成了其他的结构。

同样在parser.go文件中的stmtList函数：

func (p *parser) stmtList() (l []Stmt) {if trace {defer p.trace("stmtList")()}for p.tok != _EOF && p.tok != _Rbrace && p.tok != _Case && p.tok != _Default {s := p.stmtOrNil()p.clearPragma()if s == nil {break}l = append(l, s)//跳过RetErrStmt的检查if _, ok := s.(*RetErrStmt); ok {continue}//?;} 都属于正常的边界。if !p.got(_Semi) && p.tok != _RetErr && p.tok != _Rbrace {p.syntaxError("at end of statement")p.advance(_Semi, _Rbrace, _Case, _Default)p.got(_Semi) // avoid spurious empty statement}}return
}

至此，一个初步的 ? 号语法糖已经制作完成，用make.base重新编译项目。

测试

我么在这个go目录下，新建一个测试文件reterr.go，内容如下：

因为源码中我们处理else的情况，所有理论上?else{}和?else if xx {}也同样是支持的。
EasyRetError：简单返回错误，可以看到代码量明显减少
IfElseRetError和MulIfElseRetError：可以继续做else判断，并且不影响返回多个值

package mainimport ("errors""fmt"
)func NewError(text string) error {if text == "" {return nil} else {return errors.New(text)}
}
func EasyRetError(info string) (err error) {err = NewError(info)?return
}
func IfElseRetError(info string)(str string, err error){err = NewError(info)?else{return info,nil}
}
func MulIfElseRetError(info string,ok bool)(str string, err error){err = NewError(info)?else if ok{return "test",nil}else{return "success",nil}
}

在main函数中，我们写一下预期的结果，不符合预期则 panic。

func main() {var err errorvar info = ""//简单情况测试if err = EasyRetError("Err");err == nil {panic("EasyRetError.Err")}if err = EasyRetError("");err != nil {panic("EasyRetError.nil")}//if else 分支情况测试if info,err = IfElseRetError(info); err != nil || info != "" {panic("IfElseRetError.err not nil")}info = "test"if info,err = IfElseRetError(info); err == nil || info != "" {panic("IfElseRetError.info = test")}// 多分支测试info = "test"if _,err = MulIfElseRetError(info,true); err == nil {panic("MulIfElseRetError.err not nil")}if info,err = MulIfElseRetError("",true); err != nil || info != "test" {panic("MulIfElseRetError.test")}if info,err = MulIfElseRetError("",false); err != nil || info != "success" {panic("MulIfElseRetError.success")}fmt.Println("success")
}

用我们重新编译的go，运行上边的代码：

GOROOT=~/project/work/github/go bin/go run reterr.go

测试成功