又吵起來了，Go 是傳值還是傳引用？
本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號「腦子進煎魚了」，作者陳煎魚。轉(zhuǎn)載本文請聯(lián)系腦子進煎魚了公眾號。
大家好，我是煎魚。
前幾天在咱們的 Go 交流群里，有一個小伙伴問了 “xxx 是不是引用類型?” 這個問題，引發(fā)了將近 5 小時的討論：
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)回到了日經(jīng)的問題，幾乎每個月都要有人因此吵一架。就是 Go 語言到底是傳值(值傳遞)，還是傳引用(引用傳遞)?
Go 官方的定義
本部分引用 Go 官方 FAQ 的 “When are function parameters passed by value?”，內(nèi)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(shù)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參數(shù)一樣。
例如：
- 向一個函數(shù)傳遞一個 int 值，就會得到 int 的副本。
而傳遞一個指針值就會得到指針的副本，但不會得到它所指向的數(shù)據(jù)。
- map 和 slice 的行為類似于指針：它們是包含指向底層 map 或 slice 數(shù)據(jù)的指針的描述符。
- 復(fù)制一個 map 或 slice 值并不會復(fù)制它所指向的數(shù)據(jù)。
- 復(fù)制一個接口值會復(fù)制存儲在接口值中的東西。
- 如果接口值持有一個結(jié)構(gòu)，復(fù)制接口值就會復(fù)制該結(jié)構(gòu)。如果接口值持有一個指針，復(fù)制接口值會復(fù)制該指針，但同樣不會復(fù)制它所指向的數(shù)據(jù)。
劃重點，Go 語言中一切都是值傳遞，沒有引用傳遞。不要直接把其他概念硬套上來，會犯先入為主的錯誤的。
傳值和傳引用
傳值
傳值，也叫做值傳遞(pass by value)。其指的是在調(diào)用函數(shù)時將實際參數(shù)復(fù)制一份傳遞到函數(shù)中，這樣在函數(shù)中如果對參數(shù)進行修改，將不會影響到實際參數(shù)。
簡單來講，值傳遞，所傳遞的是該參數(shù)的副本，是復(fù)制了一份的，本質(zhì)上不能認(rèn)為是一個東西，指向的不是一個內(nèi)存地址。
案例一如下：
- func main() {
- s := "腦子進煎魚了"
- fmt.Printf("main 內(nèi)存地址：%p\n", &s)
- hello(&s)
- }
- func hello(s *string) {
- fmt.Printf("hello 內(nèi)存地址：%p\n", &s)
- }
輸出結(jié)果：
- main 內(nèi)存地址：0xc000116220
- hello 內(nèi)存地址：0xc000132020
我們可以看到在 main 函數(shù)中的變量 s 所指向的內(nèi)存地址是 0xc000116220。在經(jīng)過 hello 函數(shù)的參數(shù)傳遞后，其在內(nèi)部所輸出的內(nèi)存地址是 0xc000132020，兩者發(fā)生了改變。
據(jù)此我們可以得出結(jié)論，在 Go 語言確實都是值傳遞。那是不是在函數(shù)內(nèi)修改值，就不會影響到 main 函數(shù)呢?
案例二如下：
- func main() {
- s := "腦子進煎魚了"
- fmt.Printf("main 內(nèi)存地址：%p\n", &s)
- hello(&s)
- fmt.Println(s)
- }
- func hello(s *string) {
- fmt.Printf("hello 內(nèi)存地址：%p\n", &s)
- *s = "煎魚進腦子了"
- }
我們在 hello 函數(shù)中修改了變量 s 的值，那么最后在 main 函數(shù)中我們所輸出的變量 s 的值是什么呢。是 “腦子進煎魚了”，還是 "煎魚進腦子了"?
輸出結(jié)果：
- main 內(nèi)存地址：0xc000010240
- hello 內(nèi)存地址：0xc00000e030
- 煎魚進腦子了
輸出的結(jié)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，也驗證了兩者的內(nèi)存地址，都是不一樣的，怎么他這下他的值就改變了，這是為什么?
因為 “如果傳過去的值是指向內(nèi)存空間的地址，那么是可以對這塊內(nèi)存空間做修改的”。
也就是這兩個內(nèi)存地址，其實是指針的指針，其根源都指向著同一個指針，也就是指向著變量 s。因此我們進一步修改變量 s，得到輸出 “煎魚進腦子了” 的結(jié)果。
傳引用
傳引用，也叫做引用傳遞(pass by reference)，指在調(diào)用函數(shù)時將實際參數(shù)的地址直接傳遞到函數(shù)中，那么在函數(shù)中對參數(shù)所進行的修改，將影響到實際參數(shù)。
在 Go 語言中，官方已經(jīng)明確了沒有傳引用，也就是沒有引用傳遞這一情況。
因此借用文字簡單描述，像是例子中，即使你將參數(shù)傳入，最終所輸出的內(nèi)存地址都是一樣的。
爭議最大的 map 和 slice
這時候又有小伙伴疑惑了，你看 Go 語言中的 map 和 slice 類型，能直接修改，難道不是同個內(nèi)存地址，不是引用了?
其實在 FAQ 中有一句提醒很重要：“map 和 slice 的行為類似于指針，它們是包含指向底層 map 或 slice 數(shù)據(jù)的指針的描述符”。
map
針對 map 類型，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 內(nèi)存地址：%p\n", &m)
- hello(m)
- fmt.Printf("%v", m)
- }
- func hello(p map[string]string) {
- fmt.Printf("hello 內(nèi)存地址：%p\n", &p)
- p["腦子進煎魚了"] = "記得點贊！"
- }
輸出結(jié)果：
- main 內(nèi)存地址：0xc00000e028
- hello 內(nèi)存地址：0xc00000e038
確實是值傳遞，那修改后的 map 的結(jié)果應(yīng)該是什么。既然是值傳遞，那肯定就是 "這次一定!"，對嗎?
輸出結(jié)果：
- map[腦子進煎魚了:記得點贊！]
結(jié)果是修改成功，輸出了 “記得點贊!”。這下就尷尬了，為什么是值傳遞，又還能做到類似引用的效果，能修改到源值呢?
這里的小竅門是：
- func makemap(t *maptype, hint int, h *hmap) *hmap {}
這是創(chuàng)建 map 類型的底層 runtime 方法，注意其返回的是 *hmap 類型，是一個指針。也就是 Go 語言通過對 map 類型的相關(guān)方法進行封裝，達到了用戶需要關(guān)注指針傳遞的作用。
就是說當(dāng)我們在調(diào)用 hello 方法時，其相當(dāng)于是在傳入一個指針參數(shù) hello(*hmap)，與前面的值類型的案例二類似。
這類情況我們稱其為 “引用類型”，但 “引用類型” 不等同于就是傳引用，又或是引用傳遞了，還是有比較明確的區(qū)別的。
在 Go 語言中與 map 類型類似的還有 chan 類型：
- func makechan(t *chantype, size int) *hchan {}
一樣的效果。
slice
針對 slice 類型，進一步展開來看看例子：
- func main() {
- s := []string{"烤魚", "咸魚", "摸魚"}
- fmt.Printf("main 內(nèi)存地址：%p\n", s)
- hello(s)
- fmt.Println(s)
- }
- func hello(s []string) {
- fmt.Printf("hello 內(nèi)存地址：%p\n", s)
- s[0] = "煎魚"
- }
輸出結(jié)果：
- main 內(nèi)存地址：0xc000098180
- hello 內(nèi)存地址：0xc000098180
- [煎魚 咸魚 摸魚]
從結(jié)果來看，兩者的內(nèi)存地址一樣，也成功的變更到了變量 s 的值。這難道不是引用傳遞嗎，煎魚翻車了?
關(guān)注兩個細(xì)節(jié)：
沒有用 & 來取地址。
可以直接用 %p 來打印。
之所以可以同時做到上面這兩件事，是因為標(biāo)準(zhǔn)庫 fmt 針對在這一塊做了優(yōu)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
- }
留意到代碼 value.Pointer，標(biāo)準(zhǔn)庫進行了特殊處理，直接對應(yīng)的值的指針地址，當(dāng)然就不需要取地址符了。
標(biāo)準(zhǔn)庫 fmt 能夠輸出 slice 類型對應(yīng)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(nèi)部轉(zhuǎn)換的 Data 屬性，正正是 Go 語言中 slice 類型的運行時表現(xiàn) SliceHeader。我們在調(diào)用 %p 輸出時，是在輸出 slice 的底層存儲數(shù)組元素的地址。
下一個問題是：為什么 slice 類型可以直接修改源數(shù)據(jù)的值呢。
其實和輸出的原理是一樣的，在 Go 語言運行時，傳遞的也是相應(yīng) slice 類型的底層數(shù)組的指針，但需要注意，其使用的是指針的副本。嚴(yán)格意義是引用類型，依舊是值傳遞。
妙不妙?
總結(jié)
在今天這篇文章中，我們針對 Go 語言的日經(jīng)問題：“Go 語言到底是傳值(值傳遞)，還是傳引用(引用傳遞)” 進行了基本的講解和分析。
另外在業(yè)內(nèi)中，最多人犯迷糊的就是 slice、map、chan 等類型，都會認(rèn)為是 “引用傳遞”，從而認(rèn)為 Go 語言的 xxx 就是引用傳遞，我們對此也進行了案例演示。
這實則是不大對的認(rèn)知，因為：“如果傳過去的值是指向內(nèi)存空間的地址，是可以對這塊內(nèi)存空間做修改的”。
其確實復(fù)制了一個副本，但他也借由各手段(其實就是傳指針)，達到了能修改源數(shù)據(jù)的效果，是引用類型。
石錘，Go 語言只有值傳遞，
參考
- Go 讀者交流群
- When are function parameters passed by value?
- Java 到底是值傳遞還是引用傳遞?
- Go語言參數(shù)傳遞是傳值還是傳引用
