解析Golang中引用類型是否進行引用傳遞
引言
開篇明義,Go lang中從來就不存在所謂的“引用傳遞”,從來就只有一種變量傳遞方式,那就是值傳遞。因為引用傳遞的前提是存在“引用變量”,但是Go lang中從來就沒有出現(xiàn)過所謂的“引用變量”,所以也就不可能存在引用傳遞這種變量傳遞的方式。
引用類型
首先,Go lang的基本數(shù)據(jù)類型是值類型,比如整數(shù)、浮點、字符串、布爾、數(shù)組及錯誤類型,它們本質(zhì)上是原始類型,也就是不可改變的,所以對它們進行操作,一般都會返回一個新創(chuàng)建的值,所以把這些值傳遞給函數(shù)時,其實傳遞的是一個值的拷貝副本,這一點,基本沒啥爭議。
而引用類型指的是它的修改動作可以影響到任何引用到它的變量。在 Go 語言中,引用類型有切片(slice)、字典(map)、接口(interface)、函數(shù)(func) 以及通道(chan) 。
問題是,如果我們在某一個函數(shù)體內(nèi)對外部定義的引用類型數(shù)據(jù)做修改操作:
package main import "fmt" func changeMap(data map[string]string) { data["123"] = "333" } func main() { a := map[string]string{} a["123"] = "123" fmt.Println("begin:", a) changeMap(a) fmt.Println("after:", a) }
程序返回:
begin: map[123:123]
after: map[123:333]
很明顯,函數(shù)changeMap改變了外部的字典類型的值,那么我們就可以得出結(jié)論,引用類型的傳參是使用的引用傳遞?
引用變量(reference variable)和引用傳遞(pass-by-reference)
事實上,引用變量(reference variable)和引用傳遞(pass-by-reference)確實存在,只不過存在于其他的語言中,比如說Python:
a = [2] print(id(a)) def change(a): print(id(a)) a.append(1) if __name__ == '__main__': print(a) change(a) print(a)
這里我們定義了一個可變數(shù)據(jù)類型:列表a,然后將它傳入函數(shù)change中,進行修改操作,同時使用系統(tǒng)內(nèi)置的id()方法分別打印修改前的值和內(nèi)存地址以及修改后的值和內(nèi)存地址,程序返回:
4311179392
[2]
4311179392
[2, 1]
這說明什么?說明變量a是引用變量(reference variable),同時它作為參數(shù)的傳遞方式是引用傳遞(pass-by-reference),證據(jù)就是它原始的內(nèi)存地址和傳遞到函數(shù)內(nèi)的內(nèi)存地址是一致的,都是4311179392。
所以引用變量和引用傳遞應(yīng)該具備如下特點:引用變量和原變量的內(nèi)存地址一樣。就像上面的例子里函數(shù)內(nèi)引用變量a和原變量a的內(nèi)存地址相同。函數(shù)使用引用傳遞,可以改變外部實參的值。就像上面的例子里,change函數(shù)使用了引用傳遞,改變了外部實參a的值。
Golang是否存在引用變量(reference variable)
Go lang中不存在引用變量:
package main import "fmt" func main() { a := 1 var a1 *int = &a var a2 *int = &a fmt.Println("值", a1, " 內(nèi)存地址:", &a1) fmt.Println("值:", a2, " 內(nèi)存地址:", &a2) }
程序返回:
值 0x140000140b8 內(nèi)存地址: 0x1400000e028
值: 0x140000140b8 內(nèi)存地址: 0x1400000e030
和Python不同的是,在Go lang里,不可能有兩個變量有相同的內(nèi)存地址,所以也就不存在引用變量了。變量a1和a2的值相同,都指向變量a的內(nèi)存地址,但是變量a1和a2自己本身的內(nèi)存地址是不一樣的,而Python里的引用變量和原變量的內(nèi)存地址是相同的。
因此,在Go語言里是不存在引用變量的,也就自然沒有引用傳遞了。
字典為什么可以做到值傳遞但是可以更改原對象?
因為字典雖然名字叫做字典,或者叫做map,但那并不重要,其實它是指針:
package main import ( "fmt" "unsafe" ) func main() { data := make(map[string]int) var p uintptr fmt.Println("字典大小:", unsafe.Sizeof(data)) fmt.Println("指針大小:", unsafe.Sizeof(p)) }
程序返回:
字典大小: 8
指針大小: 8
從占據(jù)內(nèi)存空間大小就可以看出,字典和指針其實就是一種東西,那如果字典是指針,那make返回的不應(yīng)該是*map[string]int嗎?為什么我們使用字典傳實參,從來都不加*?
在Go lang早期,的確對于字典是使用過指針形式的,但是最后Golang的設(shè)計者發(fā)現(xiàn),幾乎沒有人使用字典不加指針,因此就直接去掉了形式上的指針符號*,類比的話,我們會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實中幾乎從來就沒有人管AC米蘭叫AC米蘭,都是直呼米蘭,因為大家都認為米蘭就是AC米蘭,所以都自動省略了形式上的“AC”。
本質(zhì)上,我們可以理解字典作為參數(shù)傳遞方式是值傳遞,只不過引用類型傳遞的是一個指向底層數(shù)據(jù)的指針,所以我們在操作的時候,可以修改共享的底層數(shù)據(jù)的值,進而影響到所有引用到這個共享底層數(shù)據(jù)的變量,這也就是為什么字典在函數(shù)內(nèi)操作可以影響原對象的原因。
結(jié)語
引用類型之所以可以引用,是因為我們創(chuàng)建引用類型的變量,其實是一個標(biāo)頭值,標(biāo)頭值里包含一個指針,指向底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),當(dāng)我們在函數(shù)中傳遞引用類型時,其實傳遞的是這個標(biāo)頭值的副本,它所指向的底層結(jié)構(gòu)并沒有被復(fù)制傳遞,這也是引用類型傳遞高效的原因,換句話說,Go lang為了保證值傳遞的純粹性,才引入了指針的概念,如果Go lang里存在引用變量和引用傳遞,那指針不就成了畫蛇添足的浮筆浪墨了嗎?
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