快捷導(dǎo)航

一文帶你掌握Golang中的值類型和引用類型

更新時(shí)間：2024年01月05日 08:59:17 作者：路多辛

在?Golang?中,數(shù)據(jù)類型可以分為兩大類：值類型（Value?Types）和引用類型（Reference?Types）,理解這兩種類型的區(qū)別對(duì)于理解?Golang?中的數(shù)據(jù)傳遞和內(nèi)存管理是很重要的,下面就跟隨小編一起深入了解一下它們吧

Golang 的內(nèi)存模型

Golang 在內(nèi)存分配上有兩個(gè)主要的區(qū)域：棧（stack）和堆（heap）。棧用于存儲(chǔ)函數(shù)調(diào)用時(shí)的局部變量和函數(shù)參數(shù)，特點(diǎn)是分配和回收速度快。而堆則用于存儲(chǔ)那些可能需要跨函數(shù)存活的數(shù)據(jù)，由垃圾回收器管理。

值類型

值類型是指變量直接存儲(chǔ)了實(shí)際的數(shù)據(jù)，并且每個(gè)變量都擁有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間。當(dāng)一個(gè)值類型的變量被賦給另一個(gè)變量時(shí)，會(huì)進(jìn)行值拷貝，對(duì)其中一個(gè)變量的修改不會(huì)影響到原始變量。

在 Golang 中，值類型包括以下幾種：

基本數(shù)據(jù)類型：整型（int、uint、int8等）、浮點(diǎn)型（float32、float64）、復(fù)數(shù)（complex64, complex128）、布爾型（bool）、字符串型（string）
復(fù)合數(shù)據(jù)類型：數(shù)組（array）、結(jié)構(gòu)體（struct）

值類型有以下特點(diǎn)：

直接存儲(chǔ)值，不存儲(chǔ)地址。
變量間賦值或作為函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)進(jìn)行值復(fù)制。
值類型的變量副本是獨(dú)立的，修改一個(gè)變量的副本不會(huì)影響另一個(gè)。
值類型的復(fù)制會(huì)涉及整個(gè)值的拷貝，因此對(duì)于大的結(jié)構(gòu)體或數(shù)組，復(fù)制操作可能會(huì)較慢。
值類型通常在棧上分配，除非是通過 new 函數(shù)分配的，或者是作為閉包中的變量被分配到堆上。

看一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
    x := 10
    y := x
    x++
    fmt.Println(x, y) // 輸出：11 10
}

在這個(gè)例子中，x 和 y 都是整型值，y 是 x 的一個(gè)副本。對(duì) x 的修改不會(huì)影響到 y，因此 y 的值仍然是10。

引用類型

引用類型并不直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)本身，而是存儲(chǔ)指向數(shù)據(jù)的指針，當(dāng)復(fù)制一個(gè)引用類型的變量時(shí)，復(fù)制的是指針，新舊變量將指向相同的底層數(shù)據(jù)。

在 Golang 中，引用類型主要包括：

切片（Slices）：切片是對(duì)數(shù)組的封裝，提供了一個(gè)靈活、動(dòng)態(tài)的視圖。當(dāng)修改切片中的元素時(shí)，實(shí)際上是在修改底層數(shù)組的相應(yīng)元素。
映射（Maps）：映射是一種存儲(chǔ)鍵值對(duì)的集合。將映射傳遞給一個(gè)函數(shù)或者賦值給另一個(gè)變量時(shí)，任何對(duì)映射的修改都會(huì)反映在所有引用了這個(gè)映射的地方。
通道（Channels）：通道用于在不同的 goroutine 之間傳遞消息。通道本質(zhì)上是引用類型，當(dāng)復(fù)制或傳遞它們時(shí)，實(shí)際上傳遞的是對(duì)通道數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的引用。
接口（Interfaces）：接口類型是一種抽象類型，定義了一組方法，但不會(huì)實(shí)現(xiàn)這些方法。接口內(nèi)部存儲(chǔ)的是指向?qū)崿F(xiàn)了接口方法的值的指針和指向該類型信息的指針。
函數(shù)（Functions）：在 Go 中，函數(shù)也是一種引用類型。當(dāng)把一個(gè)函數(shù)賦給另一個(gè)變量時(shí)，實(shí)際上是在復(fù)制一個(gè)指向該函數(shù)的引用。

引用類型有以下特點(diǎn)

存儲(chǔ)的是指向數(shù)據(jù)的地址，而不是數(shù)據(jù)本身。
當(dāng)引用類型的變量被賦值或作為函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)，實(shí)際上是將該地址復(fù)制一份，因此多個(gè)變量可能共享同一份數(shù)據(jù)。
引用類型的數(shù)據(jù)通常在堆上分配，即使變量本身在棧上。
引用類型的零值是 nil，一個(gè)未初始化的引用類型的變量將會(huì)是 nil，不指向任何內(nèi)存地址。

看一個(gè)簡(jiǎn)單的示例：

package main
 
import "fmt"
 
func modifySlice(s []int) {
    s[0] = 100 // 對(duì)切片元素的修改會(huì)影響到原切片
}
 
func main() {
    numbers := []int{1, 2, 3}
    modifySlice(numbers)
    fmt.Println(numbers) // 輸出：[100 2 3]
}

值類型與引用類型在函數(shù)傳遞中的差異

在函數(shù)參數(shù)傳遞時(shí)，值類型和引用類型的行為也不同。值類型參數(shù)在傳遞給函數(shù)時(shí)會(huì)創(chuàng)建一個(gè)副本，而引用類型參數(shù)傳遞的是指針的副本，所以函數(shù)內(nèi)部對(duì)引用類型參數(shù)的修改會(huì)影響原始數(shù)據(jù)。

package main
 
import "fmt"
 
func modifySlice(s []int) {
    s[0] = 100
}
 
func main() {
    s := []int{1, 2, 3}
    modifySlice(s)
    fmt.Println(s) // 輸出 [100 2 3], 切片被修改了
}

指針類型（Pointer Types）

指針類型也是 Golang 中的一種基本類型，存儲(chǔ)了值的內(nèi)存地址。指針類型可以指向任何值類型的數(shù)據(jù)，并且通過指針，可以在不同的函數(shù)之間共享和修改數(shù)據(jù)。

package main
 
import "fmt"
 
func modifyValue(p *int) {
    *p = 100
}
 
func main() {
    a := 1
    modifyValue(&a)
    fmt.Println(a) // 輸出 100, 值被修改了
}

值類型與引用類型的比較

內(nèi)存分配：值類型在聲明或初始化時(shí)即分配內(nèi)存，引用類型僅在聲明指針或容器時(shí)分配內(nèi)存，而所指向的數(shù)據(jù)通常在首次使用時(shí)動(dòng)態(tài)分配。

內(nèi)存占用：值類型的每次復(fù)制都會(huì)產(chǎn)生新的數(shù)據(jù)副本，可能會(huì)消耗更多內(nèi)存；引用類型在多處共享數(shù)據(jù)時(shí)只需存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一次，節(jié)省內(nèi)存。

數(shù)據(jù)安全性：值類型在函數(shù)調(diào)用過程中保證了數(shù)據(jù)的隔離性，不易出現(xiàn)并發(fā)問題；引用類型在并發(fā)環(huán)境下的數(shù)據(jù)共享可能導(dǎo)致競(jìng)態(tài)條件，需要額外同步機(jī)制來保護(hù)。

性能考慮：由于不存在共享數(shù)據(jù)的問題，值類型的計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)單，有時(shí)性能更好；然而，在需要大量數(shù)據(jù)共享或動(dòng)態(tài)擴(kuò)容縮容的場(chǎng)景下，引用類型更具有優(yōu)勢(shì)。