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關於Go 是傳值還是傳參照?

2021-10-14 16:03:35

關於Go 是傳值還是傳參照?很多人都討論起來

下面我們就帶著問題一起探索答案吧

1、Go 官方的定義

本部分參照 Go 官方 FAQ 的 「When are function parameters passed by value?」,內容如下。

如同 C 系列的所有語言一樣,Go 語言中的所有東西都是以值傳遞的。也就是說,一個函數總是得到一個被傳遞的東西的副本,就像有一個賦值語句將值賦給引數一樣。

例如:

  • 向一個函數傳遞一個 int 值,就會得到 int 的副本。而傳遞一個指標值就會得到指標的副本,但不會得到它所指向的資料。
  • map slice 的行為類似於指標:它們是包含指向底層 map slice 資料的指標的描述符。
  • 複製一個 map slice 值並不會複製它所指向的資料。
  • 複製一個介面值會複製儲存在介面值中的東西。
  • 如果介面值持有一個結構,複製介面值就會複製該結構。如果介面值持有一個指標,複製介面值會複製該指標,但同樣不會複製它所指向的資料。

劃重點:Go 語言中一切都是值傳遞,沒有參照傳遞。不要直接把其他概念硬套上來,會犯先入為主的錯誤的。

2、傳值和傳參照

2.1 傳值

傳值,也叫做值傳遞(pass by value)。其指的是在呼叫函數時將實際引數複製一份傳遞到函數中,這樣在函數中如果對引數進行修改,將不會影響到實際引數。

簡單來講,值傳遞,所傳遞的是該引數的副本,是複製了一份的,本質上不能認為是一個東西,指向的不是一個記憶體地址。

案例一如下:

func main() {
 s := "腦子進煎魚了"
 fmt.Printf("main 記憶體地址:%pn", &s)
 hello(&s)
}

func hello(s *string) {
 fmt.Printf("hello 記憶體地址:%pn", &s)
}

輸出結果:

main 記憶體地址:0xc000116220
hello 記憶體地址:0xc000132020

我們可以看到在 main 函數中的變數 s 所指向的記憶體地址是 0xc000116220。在經過 hello 函數的引數傳遞後,其在內部所輸出的記憶體地址是 0xc000132020,兩者發生了改變。

據此我們可以得出結論,在 Go 語言確實都是值傳遞。那是不是在函數內修改值,就不會影響到 main 函數呢?

案例二如下:

func main() {
 s := "腦子進煎魚了"
 fmt.Printf("main 記憶體地址:%pn", &s)
 hello(&s)
 fmt.Println(s)
}

func hello(s *string) {
 fmt.Printf("hello 記憶體地址:%pn", &s)
 *s = "煎魚進腦子了"
}

我們在 hello 函數中修改了變數 s 的值,那麼最後在 main 函數中我們所輸出的變數 s 的值是什麼呢。是 「腦子進煎魚了」,還是 "煎魚進腦子了"?

輸出結果:

main 記憶體地址:0xc000010240
hello 記憶體地址:0xc00000e030
煎魚進腦子了

輸出的結果是 「煎魚進腦子了」。這時候大家可能又犯嘀咕了,煎魚前面明明說的是 Go 語言只有值傳遞,也驗證了兩者的記憶體地址,都是不一樣的,怎麼他這下他的值就改變了,這是為什麼?

因為 「如果傳過去的值是指向記憶體空間的地址,那麼是可以對這塊記憶體空間做修改的」。

也就是這兩個記憶體地址,其實是指標的指標,其根源都指向著同一個指標,也就是指向著變數 s。因此我們進一步修改變數 s,得到輸出 「煎魚進腦子了」 的結果。

2.2 傳參照

傳參照,也叫做參照傳遞(pass by reference),指在呼叫函數時將實際引數的地址直接傳遞到函數中,那麼在函數中對引數所進行的修改,將影響到實際引數。

在 Go 語言中,官方已經明確了沒有傳參照,也就是沒有參照傳遞這一情況。

因此借用文字簡單描述,像是例子中,即使你將引數傳入,最終所輸出的記憶體地址都是一樣的。

3、爭議最大的 map 和 slice

這時候又有小夥伴疑惑了,你看 Go 語言中的 map slice 型別,能直接修改,難道不是同個記憶體地址,不是參照了?

其實在 FAQ 中有一句提醒很重要:「map slice 的行為類似於指標,它們是包含指向底層 map slice 資料的指標的描述符」。

3.1 map

針對 map 型別,進一步展開來看看例子:

func main() {
 m := make(map[string]string)
 m["腦子進煎魚了"] = "這次一定!"
 fmt.Printf("main 記憶體地址:%pn", &m)
 hello(m)

 fmt.Printf("%v", m)
}

func hello(p map[string]string) {
 fmt.Printf("hello 記憶體地址:%pn", &p)
 p["腦子進煎魚了"] = "記得點贊!"
}

輸出結果:

main 記憶體地址:0xc00000e028
hello 記憶體地址:0xc00000e038

確實是值傳遞,那修改後的 map 的結果應該是什麼。既然是值傳遞,那肯定就是 "這次一定!",對嗎?

輸出結果:

map[腦子進煎魚了:記得點贊!]

結果是修改成功,輸出了 「記得點贊!」。這下就尷尬了,為什麼是值傳遞,又還能做到類似參照的效果,能修改到源值呢?

這裡的小竅門是:

func makemap(t *maptype, hint int, h *hmap) *hmap {}

這是建立 map 型別的底層 runtime 方法,注意其返回的是 *hmap 型別,是一個指標。也就是 Go 語言通過對 map 型別的相關方法進行封裝,達到了使用者需要關注指標傳遞的作用。

就是說當我們在呼叫 hello 方法時,其相當於是在傳入一個指標引數 hello(*hmap),與前面的值型別的案例二類似。

這類情況我們稱其為 「參照型別」,但 「參照型別」 不等同於就是傳參照,又或是參照傳遞了,還是有比較明確的區別的。

在 Go 語言中與 map 型別類似的還有 chan 型別:

func makechan(t *chantype, size int) *hchan {}

一樣的效果。

3.2 slice

針對 slice 型別,進一步展開來看看例子:

func main() {
 s := []string{"烤魚", "鹹魚", "摸魚"}
 fmt.Printf("main 記憶體地址:%pn", s)
 hello(s)
 fmt.Println(s)
}

func hello(s []string) {
 fmt.Printf("hello 記憶體地址:%pn", s)
 s[0] = "煎魚"
}

輸出結果:

main 記憶體地址:0xc000098180
hello 記憶體地址:0xc000098180
[煎魚 鹹魚 摸魚]

從結果來看,兩者的記憶體地址一樣,也成功的變更到了變數 s 的值。這難道不是參照傳遞嗎,煎魚翻車了?

關注兩個細節:

  • 沒有用 & 來取地址。
  • 可以直接用 %p 來列印。

之所以可以同時做到上面這兩件事,是因為標準庫 fmt 針對在這一塊做了優化:

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
 }

留意到程式碼 value.Pointer,標準庫進行了特殊處理,直接對應的值的指標地址,當然就不需要取地址符了。

標準庫 fmt 能夠輸出 slice 型別對應的值的原因也在此:

func (v Value) Pointer() uintptr {
 ...
 case Slice:
  return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
 }
}

type SliceHeader struct {
 Data uintptr
 Len  int
 Cap  int
}

其在內部轉換的 Data 屬性,正正是 Go 語言中 slice 型別的執行時表現 SliceHeader。我們在呼叫 %p 輸出時,是在輸出 slice 的底層儲存陣列元素的地址。

下一個問題是:為什麼 slice 型別可以直接修改源資料的值呢。

其實和輸出的原理是一樣的,在 Go 語言執行時,傳遞的也是相應 slice 型別的底層陣列的指標,但需要注意,其使用的是指標的副本。嚴格意義是參照型別,依舊是值傳遞。

妙不妙?

3、總結

在今天這篇文章中,我們針對 Go 語言的日經問題:「Go 語言到底是傳值(值傳遞),還是傳參照(參照傳遞)」 進行了基本的講解和分析。

另外在業內中,最多人犯迷糊的就是 slicemapchan 等型別,都會認為是 「參照傳遞」,從而認為 Go 語言的 xxx 就是參照傳遞,我們對此也進行了案例演示。

這實則是不大對的認知,因為:「如果傳過去的值是指向記憶體空間的地址,是可以對這塊記憶體空間做修改的」。

其確實複製了一個副本,但他也藉由各手段(其實就是傳指標),達到了能修改源資料的效果,是參照型別。

石錘,Go 語言只有值傳遞,

到此這篇關於關於Go 是傳值還是傳參照?的文章就介紹到這了,更多相關Go 是傳值還是傳參照內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com!


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