go语言参数传递究竟是传值仍是传引用?

前言

哈喽,你们好,我是asong。今天女友问我,小松子,你知道Go语言参数传递是传值仍是传引用吗?哎呀哈,我居然被瞧不起了,我立马一顿操做,给他讲的明明白白的,小丫头片子,仍是太嫩,你们且听我细细道来~~~。​

实参与形参数

咱们使用go定义方法时是能够定义参数的。好比以下方法:golang

func printNumber(args ...int)

这里的args就是参数。参数在程序语言中分为形式参数和实际参数。面试

形式参数:是在定义函数名和函数体的时候使用的参数,目的是用来接收调用该函数时传入的参数。设计模式

实际参数:在调用有参函数时,主调函数和被调函数之间有数据传递关系。在主调函数中调用一个函数时,函数名后面括号中的参数称为“实际参数”。数组

举例以下:缓存

func main()  {
 var args int64= 1
 printNumber(args)  // args就是实际参数
}

func printNumber(args ...int64)  { //这里定义的args就是形式参数
    for _,arg := range args{
        fmt.Println(arg) 
    }
}

什么是值传递

值传递,咱们分析其字面意思:传递的就是值。传值的意思是:函数传递的老是原来这个东西的一个副本,一副拷贝。好比咱们传递一个int类型的参数,传递的实际上是这个参数的一个副本;传递一个指针类型的参数,其实传递的是这个该指针的一份拷贝,而不是这个指针指向的值。咱们画个图来解释一下:架构

什么是引用传递

学习过其余语言的同窗,对这个引用传递应该很熟悉,好比C++使用者,在C++中,函数参数的传递方式有引用传递。所谓引用传递是指在调用函数时将实际参数的地址传递到函数中,那么在函数中对参数所进行的修改,将影响到实际参数。app

golang是值传递

咱们先写一个简单的例子验证一下:异步

func main()  {
 var args int64= 1
 modifiedNumber(args) // args就是实际参数
 fmt.Printf("实际参数的地址 %p\n", &args)
 fmt.Printf("改动后的值是  %d\n",args)
}

func modifiedNumber(args int64)  { //这里定义的args就是形式参数
    fmt.Printf("形参地址 %p \n",&args)
    args = 10
}

运行结果:函数

形参地址 0xc0000b4010 
实际参数的地址 0xc0000b4008
改动后的值是  1

这里正好验证了go是值传递,可是还不能彻底肯定go就只有值传递,咱们在写一个例子验证一下:微服务

func main()  {
 var args int64= 1
 addr := &args
 fmt.Printf("原始指针的内存地址是 %p\n", addr)
 fmt.Printf("指针变量addr存放的地址 %p\n", &addr)
 modifiedNumber(addr) // args就是实际参数
 fmt.Printf("改动后的值是  %d\n",args)
}

func modifiedNumber(addr *int64)  { //这里定义的args就是形式参数
    fmt.Printf("形参地址 %p \n",&addr)
    *addr = 10
}

运行结果:

原始指针的内存地址是 0xc0000b4008
指针变量addr存放的地址 0xc0000ae018
形参地址 0xc0000ae028 
改动后的值是  10

因此经过输出咱们能够看到,这是一个指针的拷贝,由于存放这两个指针的内存地址是不一样的,虽然指针的值相同,可是是两个不一样的指针。

经过上面的图,咱们能够更好的理解。咱们声明了一个变量args,其值为1,而且他的内存存放地址是0xc0000b4008,经过这个地址,咱们就能够找到变量args,这个地址也就是变量args的指针addr。指针addr也是一个指针类型的变量,它也须要内存存放它,它的内存地址是多少呢?是0xc0000ae018。 在咱们传递指针变量addrmodifiedNumber函数的时候,是该指针变量的拷贝,因此新拷贝的指针变量addr,它的内存地址已经变了,是新的0xc0000ae028。因此,不论是0xc0000ae018仍是0xc0000ae028,咱们均可以称之为指针的指针,他们指向同一个指针0xc0000b4008,这个0xc0000b4008又指向变量args,这也就是为何咱们能够修改变量args的值。

经过上面的分析,咱们就能够肯定go就是值传递,由于咱们在modifieNumber方法中打印出来的内存地址发生了改变,因此不是引用传递,实锤了奥兄弟们,证据确凿~~~。等等,好像好落下了点什么,说好的go中只有值传递呢,为何chanmapslice类型传递却能够改变其中的值呢?白着急,咱们依次来验证一下。

slice也是值传递吗?

先看一段代码:

func main()  {
 var args =  []int64{1,2,3}
 fmt.Printf("切片args的地址: %p\n",args)
 modifiedNumber(args)
 fmt.Println(args)
}

func modifiedNumber(args []int64)  {
    fmt.Printf("形参切片的地址 %p \n",args)
    args[0] = 10
}

运行结果:

切片args的地址: 0xc0000b8000
形参切片的地址 0xc0000b8000 
[10 2 3]

哇去,怎么回事,光速打脸呢,这怎么地址都是同样的呢?而且值还被修改了呢?怎么回事,做何解释,你个渣男,欺骗我感情。。。很差意思走错片场了。继续来看这个问题。这里咱们没有使用&符号取地址符转换,就把slice地址打印出来了,咱们在加上一行代码测试一下:

func main()  {
 var args =  []int64{1,2,3}
 fmt.Printf("切片args的地址: %p \n",args)
 fmt.Printf("切片args第一个元素的地址: %p \n",&args[0])
 fmt.Printf("直接对切片args取地址%v \n",&args)
 modifiedNumber(args)
 fmt.Println(args)
}

func modifiedNumber(args []int64)  {
    fmt.Printf("形参切片的地址 %p \n",args)
    fmt.Printf("形参切片args第一个元素的地址: %p \n",&args[0])
    fmt.Printf("直接对形参切片args取地址%v \n",&args)
    args[0] = 10
}

运行结果:

切片args的地址: 0xc000016140 
切片args第一个元素的地址: 0xc000016140 
直接对切片args取地址&[1 2 3] 
形参切片的地址 0xc000016140 
形参切片args第一个元素的地址: 0xc000016140 
直接对形参切片args取地址&[1 2 3] 
[10 2 3]

经过这个例子咱们能够看到,使用&操做符表示slice的地址是无效的,并且使用%p输出的内存地址与slice的第一个元素的地址是同样的,那么为何会出现这样的状况呢?会不会是fmt.Printf函数作了什么特殊处理?咱们来看一下其源码:

fmt包,print.go中的printValue这个方法,截取重点部分,由于`slice`也是引用类型,因此会进入这个`case`:
case reflect.Ptr:
        // pointer to array or slice or struct? ok at top level
        // but not embedded (avoid loops)
        if depth == 0 && f.Pointer() != 0 {
            switch a := f.Elem(); a.Kind() {
            case reflect.Array, reflect.Slice, reflect.Struct, reflect.Map:
                p.buf.writeByte('&')
                p.printValue(a, verb, depth+1)
                return
            }
        }
        fallthrough
    case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.UnsafePointer:
        p.fmtPointer(f, verb)

p.buf.writeByte('&')这行代码就是为何咱们使用&打印地址输出结果前面带有&的语音。由于咱们要打印的是一个slice类型,就会调用p.printValue(a, verb, depth+1)递归获取切片中的内容,为何打印出来的切片中还会有[]包围呢,我来看一下printValue这个方法的源代码:

case reflect.Array, reflect.Slice:
//省略部分代码
} else {
            p.buf.writeByte('[')
            for i := 0; i < f.Len(); i++ {
                if i > 0 {
                    p.buf.writeByte(' ')
                }
                p.printValue(f.Index(i), verb, depth+1)
            }
            p.buf.writeByte(']')
        }

这就是上面 fmt.Printf("直接对切片args取地址%v \\n",&args)输出直接对切片args取地址&[1 2 3] 的缘由。这个问题解决了,咱们再来看一看使用%p输出的内存地址与slice的第一个元素的地址是同样的。在上面的源码中,有这样一行代码fallthrough,表明着接下来的fmt.Poniter也会被执行,我看一下其源码:

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
    }
...... 省略部分代码
// If v's Kind is Slice, the returned pointer is to the first
// element of the slice. If the slice is nil the returned value
// is 0.  If the slice is empty but non-nil the return value is non-zero.
 func (v Value) Pointer() uintptr {
    // TODO: deprecate
    k := v.kind()
    switch k {
    case Chan, Map, Ptr, UnsafePointer:
        return uintptr(v.pointer())
    case Func:
        if v.flag&flagMethod != 0 {
 ....... 省略部分代码

这里咱们能够看到上面有这样一句注释:If v's Kind is Slice, the returned pointer is to the first。翻译成中文就是若是是slice类型,返回slice这个结构里的第一个元素的地址。这里正好解释上面为何fmt.Printf("切片args的地址: %p \\n",args)fmt.Printf("形参切片的地址 %p \\n",args)打印出来的地址是同样的,由于args是引用类型,因此他们都返回slice这个结构里的第一个元素的地址,为何这两个slice结构里的第一个元素的地址同样呢,这就要在说一说slice的底层结构了。

咱们看一下slice底层结构:

//runtime/slice.go
type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

slice是一个结构体,他的第一个元素是一个指针类型,这个指针指向的是底层数组的第一个元素。因此当是slice类型的时候,fmt.Printf返回是slice这个结构体里第一个元素的地址。说到底,又转变成了指针处理,只不过这个指针是slice中第一个元素的内存地址。

说了这么多,最后再作一个总结吧,为何slice也是值传递。之因此对于引用类型的传递能够修改原内容的数据,这是由于在底层默认使用该引用类型的指针进行传递,但也是使用指针的副本,依旧是值传递。因此slice传递的就是第一个元素的指针的副本,由于fmt.printf缘故形成了打印的地址同样,给人一种混淆的感受。

map也是值传递吗?

mapslice同样都具备迷惑行为,哼,渣女。map咱们能够经过方法修改它的内容,而且它没有明显的指针。好比这个例子:

func main()  {
    persons:=make(map[string]int)
    persons["asong"]=8

    addr:=&persons

    fmt.Printf("原始map的内存地址是:%p\n",addr)
    modifiedAge(persons)
    fmt.Println("map值被修改了,新值为:",persons)
}

func modifiedAge(person map[string]int)  {
    fmt.Printf("函数里接收到map的内存地址是:%p\n",&person)
    person["asong"]=9
}

看一眼运行结果:

原始map的内存地址是:0xc00000e028
函数里接收到map的内存地址是:0xc00000e038
map值被修改了,新值为: map[asong:9]

先喵一眼,哎呀,实参与形参地址不同,应该是值传递无疑了,等等。。。。map值怎么被修改了?一脸疑惑。。。。。

为了解决咱们的疑惑,咱们从源码入手,看一看什么原理:

//src/runtime/map.go
// makemap implements Go map creation for make(map[k]v, hint).
// If the compiler has determined that the map or the first bucket
// can be created on the stack, h and/or bucket may be non-nil.
// If h != nil, the map can be created directly in h.
// If h.buckets != nil, bucket pointed to can be used as the first bucket.
func makemap(t *maptype, hint int, h *hmap) *hmap {
    mem, overflow := math.MulUintptr(uintptr(hint), t.bucket.size)
    if overflow || mem > maxAlloc {
        hint = 0
    }

    // initialize Hmap
    if h == nil {
        h = new(hmap)
    }
    h.hash0 = fastrand()

从以上源码,咱们能够看出,使用make函数返回的是一个hmap类型的指针*hmap。回到上面那个例子,咱们的func modifiedAge(person map[string]int)函数,其实就等于func modifiedAge(person *hmap),实际上在做为传递参数时仍是使用了指针的副本进行传递,属于值传递。在这里,Go语言经过make函数,字面量的包装,为咱们省去了指针的操做,让咱们能够更容易的使用map。这里的map能够理解为引用类型,可是记住引用类型不是传引用。

chan是值传递吗?

老样子,先看一个例子:

func main()  {
    p:=make(chan bool)
    fmt.Printf("原始chan的内存地址是:%p\n",&p)
    go func(p chan bool){
        fmt.Printf("函数里接收到chan的内存地址是:%p\n",&p)
        //模拟耗时
        time.Sleep(2*time.Second)
        p<-true
    }(p)

    select {
    case l := <- p:
        fmt.Println(l)
    }
}

再看一看运行结果:

原始chan的内存地址是:0xc00000e028
函数里接收到chan的内存地址是:0xc00000e038
true

这个怎么回事,实参与形参地址不同,可是这个值是怎么传回来的,说好的值传递呢?白着急,铁子,咱们像分析map那样,再来分析一下chan。首先看源码:

// src/runtime/chan.go
func makechan(t *chantype, size int) *hchan {
    elem := t.elem

    // compiler checks this but be safe.
    if elem.size >= 1<<16 {
        throw("makechan: invalid channel element type")
    }
    if hchanSize%maxAlign != 0 || elem.align > maxAlign {
        throw("makechan: bad alignment")
    }

    mem, overflow := math.MulUintptr(elem.size, uintptr(size))
    if overflow || mem > maxAlloc-hchanSize || size < 0 {
        panic(plainError("makechan: size out of range"))
    }

从以上源码,咱们能够看出,使用make函数返回的是一个hchan类型的指针*hchan。这不是与map一个道理嘛,再次回到上面的例子,实际咱们的fun (p chan bool)fun (p *hchan)是同样的,实际上在做为传递参数时仍是使用了指针的副本进行传递,属于值传递。

是否是到这里,基本就能够肯定go就是值传递了呢?还剩最后一个没有测试,那就是struct,咱们最后来验证一下struct

struct就是值传递

没错,我先说答案,struct就是值传递,不信你看这个例子:

func main()  {
    per := Person{
        Name: "asong",
        Age: int64(8),
    }
    fmt.Printf("原始struct地址是:%p\n",&per)
    modifiedAge(per)
    fmt.Println(per)
}

func modifiedAge(per Person)  {
    fmt.Printf("函数里接收到struct的内存地址是:%p\n",&per)
    per.Age = 10
}

咱们发现,咱们本身定义的Person类型,在函数传参的时候也是值传递,可是它的值(Age字段)并无被修改,咱们想改为10,发现最后的结果仍是8

前文总结

兄弟们实锤了奥,go就是值传递,能够确认的是Go语言中全部的传参都是值传递(传值),都是一个副本,一个拷贝。由于拷贝的内容有时候是非引用类型(int、string、struct等这些),这样就在函数中就没法修改原内容数据;有的是引用类型(指针、map、slice、chan等这些),这样就能够修改原内容数据。

是否能够修改原内容数据,和传值、传引用没有必然的关系。在C++中,传引用确定是能够修改原内容数据的,在Go语言里,虽然只有传值,可是咱们也能够修改原内容数据,由于参数是引用类型。

有的小伙伴会在这里仍是懵逼,由于你把引用类型和传引用当成一个概念了,这是两个概念,切记!!!

出个题考验大家一下

欢迎在评论区留下你的答案~~~

既然大家都知道了golang只有值传递,那么这段代码来帮我分析一下吧,这里的值能修改为功,为何使用append不会发生扩容?

func main() {
    array := []int{7,8,9}
    fmt.Printf("main ap brfore: len: %d cap:%d data:%+v\n", len(array), cap(array), array)
    ap(array)
    fmt.Printf("main ap after: len: %d cap:%d data:%+v\n", len(array), cap(array), array)
}

func ap(array []int) {
    fmt.Printf("ap brfore:  len: %d cap:%d data:%+v\n", len(array), cap(array), array)
  array[0] = 1
    array = append(array, 10)
    fmt.Printf("ap after:   len: %d cap:%d data:%+v\n", len(array), cap(array), array)
}

后记

好啦,这一篇文章到这就结束了,咱们下期见~~。但愿对大家有用,又不对的地方欢迎指出,可添加个人golang交流群,咱们一块儿学习交流。

结尾给你们发一个小福利吧,最近我在看[微服务架构设计模式]这一本书,讲的很好,本身也收集了一本PDF,有须要的小伙能够到自行下载。获取方式:关注公众号:[Golang梦工厂],后台回复:[微服务],便可获取。

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我是asong,一名普普统统的程序猿,让gi我一块儿慢慢变强吧。我本身建了一个golang交流群,有须要的小伙伴加我vx,我拉你入群。欢迎各位的关注,咱们下期见~~~

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