清源正本,鉴往知来,Go lang1.18入门精炼教程,由白丁入鸿儒,Golang中引用类型是否进行引用传递EP18

开篇明义,Go lang中从来就不存在所谓的“引用传递”,从来就只有一种变量传递方式,那就是值传递。因为引用传递的前提是存在“引用变量”,但是Go lang中从来就没有出现过所谓的“引用变量”,所以也就不可能存在引用传递这种变量传递的方式。

引用类型

首先,Go lang的基本数据类型是值类型,比如整数、浮点、字符串、布尔、数组及错误类型,它们本质上是原始类型,也就是不可改变的,所以对它们进行操作,一般都会返回一个新创建的值,所以把这些值传递给函数时,其实传递的是一个值的拷贝副本,这一点,基本没啥争议。

而引用类型指的是它的修改动作可以影响到任何引用到它的变量。在 Go 语言中,引用类型有切片(slice)、字典(map)、接口(interface)、函数(func) 以及通道(chan) 。

问题是,如果我们在某一个函数体内对外部定义的引用类型数据做修改操作:

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]

很明显,函数changeMap改变了外部的字典类型的值,那么我们就可以得出结论,引用类型的传参是使用的引用传递?

引用变量(reference variable)和引用传递(pass-by-reference)

事实上,引用变量(reference variable)和引用传递(pass-by-reference)确实存在,只不过存在于其他的语言中,比如说Python:

a = [2]  
print(id(a))  

def change(a):  
    print(id(a))  
    a.append(1)  

if __name__ == '__main__':  

    print(a)  

    change(a)  

    print(a)

这里我们定义了一个可变数据类型:列表a,然后将它传入函数change中,进行修改操作,同时使用系统内置的id()方法分别打印修改前的值和内存地址以及修改后的值和内存地址,程序返回:

4311179392  
[2]  
4311179392  
[2, 1]

这说明什么?说明变量a是引用变量(reference variable),同时它作为参数的传递方式是引用传递(pass-by-reference),证据就是它原始的内存地址和传递到函数内的内存地址是一致的,都是4311179392。

所以引用变量和引用传递应该具备如下特点:引用变量和原变量的内存地址一样。就像上面的例子里函数内引用变量a和原变量a的内存地址相同。函数使用引用传递,可以改变外部实参的值。就像上面的例子里,change函数使用了引用传递,改变了外部实参a的值。

Golang是否存在引用变量(reference variable)

Go lang中不存在引用变量:

package main  

import "fmt"  

func main() {  
    a := 1  
    var a1 *int = &a  
    var a2 *int = &a  
    fmt.Println("值", a1, " 内存地址:", &a1)  
    fmt.Println("值:", a2, " 内存地址:", &a2)  
}

程序返回:

值 0x140000140b8  内存地址: 0x1400000e028  
值: 0x140000140b8  内存地址: 0x1400000e030

和Python不同的是,在Go lang里,不可能有两个变量有相同的内存地址,所以也就不存在引用变量了。变量a1和a2的值相同,都指向变量a的内存地址,但是变量a1和a2自己本身的内存地址是不一样的,而Python里的引用变量和原变量的内存地址是相同的。

因此,在Go语言里是不存在引用变量的,也就自然没有引用传递了。

字典为什么可以做到值传递但是可以更改原对象?

因为字典虽然名字叫做字典,或者叫做map,但那并不重要,其实它是指针:

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("指针大小:", unsafe.Sizeof(p))  
}

程序返回:

字典大小: 8  
指针大小: 8

从占据内存空间大小就可以看出,字典和指针其实就是一种东西,那如果字典是指针,那make返回的不应该是*map[string]int吗?为什么我们使用字典传实参,从来都不加*?

在Go lang早期,的确对于字典是使用过指针形式的,但是最后Golang的设计者发现,几乎没有人使用字典不加指针,因此就直接去掉了形式上的指针符号*,类比的话,我们会发现现实中几乎从来就没有人管AC米兰叫AC米兰,都是直呼米兰,因为大家都认为米兰就是AC米兰,所以都自动省略了形式上的“AC”。

本质上,我们可以理解字典作为参数传递方式是值传递,只不过引用类型传递的是一个指向底层数据的指针,所以我们在操作的时候,可以修改共享的底层数据的值,进而影响到所有引用到这个共享底层数据的变量,这也就是为什么字典在函数内操作可以影响原对象的原因。

结语

引用类型之所以可以引用,是因为我们创建引用类型的变量,其实是一个标头值,标头值里包含一个指针,指向底层的数据结构,当我们在函数中传递引用类型时,其实传递的是这个标头值的副本,它所指向的底层结构并没有被复制传递,这也是引用类型传递高效的原因,换句话说,Go lang为了保证值传递的纯粹性,才引入了指针的概念,如果Go lang里存在引用变量和引用传递,那指针不就成了画蛇添足的浮笔浪墨了吗?

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THE END
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