一文搞懂Golang 值传递还是引用传递

时间:2023-02-03 Ch3n 人气:0

Go 官方的定义

本部分引用 Go 官方 FAQ 的 “When are function parameters passed by value?”，内容如下。

如同 C 系列的所有语言一样，Go 语言中的所有东西都是以值传递的。也就是说，一个函数总是得到一个被传递的东西的副本，就像有一个赋值语句将值赋给参数一样。

传值和传引用

什么是传值（值传递）

传值的意思是：函数传递的总是原来这个东西的一个副本，一副拷贝。其指的是在调用函数时将实际参数复制一份传递到函数中，这样在函数中如果对参数进行修改，将不会影响到实际参数。 比如我们传递一个int类型的参数，传递的其实是这个参数的一个副本；传递一个指针类型的参数，其实传递的是这个该指针的一份拷贝，而不是这个指针指向的值。

对于int这类基础类型我们可以很好的理解，它们就是一个拷贝，但是指针呢？我们觉得可以通过它修改原来的值，怎么会是一个拷贝呢？下面我们看个例子。

test_demo.go

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func modify(ip *int) {
	fmt.Printf("函数里接收到的指针的内存地址是：%p\n", &ip)
	*ip = 1
}

func TestDemo(t *testing.T) {
	i := 10
	ip := &i
	fmt.Printf("原始指针的内存地址是：%p\n", &ip)
	modify(ip)
	fmt.Println("int值被修改了，新值为:", i)

}

输出结果:

原始指针的内存地址是：0xc00000e038
函数里接收到的指针的内存地址是：0xc00000e040
int值被修改了，新值为: 1

什么是传引用(引用传递)

传引用，也叫做引用传递， 指在调用函数时将实际参数的地址直接传递到函数中，那么在函数中对参数所进行的修改，将影响到实际参数。

在 Go 语言中，官方已经明确了没有传引用，也就是没有引用传递这一情况。

争议最大的 map 和 slice
这时候又有小伙伴疑惑了，你看 Go 语言中的 map 和 slice 类型，能直接修改，难道不是同个内存地址，不是引用了？

其实在 FAQ 中有一句提醒很重要：“map 和 slice 的行为类似于指针，它们是包含指向底层 map 或 slice 数据的指针的描述符”。

迷惑map

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func modify(p map[string]int) {
	fmt.Printf("函数里接收到map的内存地址是：%p\n", &p)
	p["张三"] = 20
}

func TestDemo(t *testing.T) {
	persons := make(map[string]int)
	persons["张三"] = 19

	mp := &persons

	fmt.Printf("原始map的内存地址是：%p\n", mp)
	modify(persons)
	fmt.Println("map值被修改了，新值为:", persons)
}

输出结果:

原始map的内存地址是：0xc000114028
函数里接收到map的内存地址是：0xc000114030

确实是值传递，那修改后的 map 的结果应该是什么。既然是值传递，那肯定就是 “这次一定！"，对吗？

输出结果:

map值被修改了，新值为: map[张三:20]

原因:

指针类型可以修改，非指针类型不行，可以大胆的猜测，使用make函数创建的map是不是一个指针类型呢？看一下源代码:

// makemap implements a Go map creation make(map[k]v, hint)
// If the compiler has determined that the map or the first bucket
// can be created on the stack, h and/or bucket may be non-nil.
// If h != nil, the map can be created directly in h.
// If bucket != nil, bucket can be used as the first bucket.
func makemap(t *maptype, hint int64, h *hmap, bucket unsafe.Pointer) *hmap {
    //省略无关代码
}

通过查看src/runtime/hashmap.go源代码发现，注意其返回的是 *hmap类型，是一个指针。也就是 Go 语言通过对 map 类型的相关方法进行封装，达到了用户需要关注指针传递的作用。

现在看func modify(p map)这样的函数，其实就等于func modify(p *hmap)，和前面什么是值传递里举的func modify(ip *int)的例子一样，可以参考分析。

这类情况我们称其为 “引用类型” ，但 “引用类型” 不等同于就是传引用，又或是引用传递了，还是有比较明确的区别的。

chan类型

chan类型本质上和map类型是一样的，这里不做过多的介绍，参考下源代码:

func makechan(t *chantype, size int64) *hchan {
    //省略无关代码
}

chan也是一个引用类型，和map相差无几，make返回的是一个*hchan。

和map、chan都不一样的slice

slice和map、chan都不太一样的，一样的是，它也是引用类型，它也可以在函数中修改对应的内容。

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func modify(ages []int) {
	fmt.Printf("函数里接收到slice的内存地址是%p\n", ages)
	ages[0] = 1
}

func TestDemo(t *testing.T) {
	ages := []int{6, 6, 6}
	fmt.Printf("原始slice的内存地址是%p\n", ages)
	modify(ages)
	fmt.Println(ages)
}

从结果来看，两者的内存地址一样，也成功的变更到了变量 ages 的值。这难道不是引用传递吗?
关注两个细节：

没有用 & 来取地址。
可以直接用 %p 来打印。

之所以可以同时做到上面这两件事，是因为标准库 fmt 针对在这一块做了优化：

func (p *pp) fmtPointer(value reflect.Value, verb rune) {
    var u uintptr
    switch value.Kind() {
    case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Map, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.UnsafePointer:
        u = value.Pointer()
    default:
        p.badVerb(verb)
        return
    }
    //省略部分代码
}

通过源代码发现，对于chan、map、slice等被当成指针处理，通过value.Pointer()获取对应的值的指针。

// If v's Kind is Slice, the returned pointer is to the first
// element of the slice. If the slice is nil the returned value
// is 0.  If the slice is empty but non-nil the return value is non-zero.
func (v Value) Pointer() uintptr {
    // TODO: deprecate
    k := v.kind()
    switch k {
    //省略无关代码
    case Slice:
        return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
    }
}

很明显了，当是slice类型的时候，返回是slice这个结构体里，字段Data第一个元素的地址。

type SliceHeader struct {
    Data uintptr
    Len  int
    Cap  int
}

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

在 Go 语言运行时，传递的也是相应 slice 类型的底层数组的指针，但需要注意，其使用的是指针的副本。严格意义是引用类型，依旧是值传递。slice是一种结构体+元素指针的混合类型，通过元素array(Data)的指针，可以达到修改slice里存储元素的目的。

总结

最终可以确认的是Go语言中所有的传参都是值传递（传值），都是一个副本，一个拷贝。

让最多人犯迷糊的就是 slice、map、chan 等类型，都会认为是 “引用传递”，从而认为 Go 语言的 xxx 就是引用传递。正因为它们还引用类型（指针、map、slice、chan等这些），这样就可以修改原内容数据。

再记住，Go里只有传值（值传递）。

参考资料

群里又吵起来了，Go 是传值还是传引用？
Go语言参数传递是传值还是传引用

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