http://studygolang.com/articles/9357
本文來自：鳥窩
感謝作者：smallnest
查看原文：[]T 還是 []*T, 這是一個問題 全面分析Go語言中的類型和類型指針的抉擇
在編程語言深入討論中，經(jīng)常被大家提起也是爭論最多的討論之一就是按值(by value)還是按引用傳遞(by reference， by pointer)，你可以在C/C++或者Java的社區(qū)經(jīng)常看到這樣的討論，也會看到很多這樣的面試題。
對于Go語言，嚴格意義上來講，只有一種傳遞，也就是按值傳遞(by value)。當(dāng)一個變量當(dāng)作參數(shù)傳遞的時候，會創(chuàng)建一個變量的副本，然后傳遞給函數(shù)或者方法，你可以看到這個副本的地址和變量的地址是不一樣的。
當(dāng)變量當(dāng)做指針被傳遞的時候，一個新的指針被創(chuàng)建，它指向變量指向的同樣的內(nèi)存地址，所以你可以將這個指針看成原始變量指針的副本。當(dāng)這樣理解的時候，我們就可以理解成Go總是創(chuàng)建一個副本按值轉(zhuǎn)遞，只不過這個副本有時候是變量的副本，有時候是變量指針的副本。
這是Go語言中你理解后續(xù)問題的基礎(chǔ)。
但是Go語言的情況比較復(fù)雜，我們什么時候選擇 T 作為參數(shù)類型，什么時候選擇 *T作為參數(shù)類型？ []T是傳遞的指針還是值？選擇[]T還是[]*T? 哪些類型復(fù)制和傳遞的時候會創(chuàng)建副本？什么情況下會發(fā)生副本創(chuàng)建？
本文將詳細介紹Go語言的變量的副本創(chuàng)建還是變量指針的副本創(chuàng)建的case以及各種類型在這些case的情況。
副本的創(chuàng)建
前面已經(jīng)講到，T類型的變量和*T類型的變量在當(dāng)做函數(shù)或者方法的參數(shù)時會傳遞它的副本。我們先看看例子。
T的副本創(chuàng)建
首先看一下 參數(shù)類型為T的函數(shù)調(diào)用的情況：
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } func passV(b Bird) { b.Age++ b.Name = "Great" + b.Name fmt.Printf("傳入修改后的Bird:\t %+v, \t內(nèi)存地址：%p\n", b, &b) } func main() { parrot := Bird{Age: 1, Name: "Blue"} fmt.Printf("原始的Bird:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot, &parrot) passV(parrot) fmt.Printf("調(diào)用后原始的Bird:\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot, &parrot) }
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運行后輸入結(jié)果(每次運行指針的值可能不同):
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原始的Bird: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012260 傳入修改后的Bird: {Age:2 Name:GreatBlue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122c0 調(diào)用后原始的Bird: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012260
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可以看到，在T類型作為參數(shù)的時候，傳遞的參數(shù)parrot會將它的副本(內(nèi)存地址0xc4200122c0)傳遞給函數(shù)passV,在這個函數(shù)內(nèi)對參數(shù)的改變不會影響原始的對象。
*T的副本創(chuàng)建
修改上面的例子，將函數(shù)的參數(shù)類型由T改為*T:
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } func passP(b *Bird) { b.Age++ b.Name = "Great" + b.Name fmt.Printf("傳入修改后的Bird:\t %+v, \t內(nèi)存地址：%p, 指針的內(nèi)存地址: %p\n", *b, b, &b) } func main() { parrot := &Bird{Age: 1, Name: "Blue"} fmt.Printf("原始的Bird:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p, 指針的內(nèi)存地址: %p\n", *parrot, parrot, &parrot) passP(parrot) fmt.Printf("調(diào)用后原始的Bird:\t %+v, \t內(nèi)存地址：%p, 指針的內(nèi)存地址: %p\n", *parrot, parrot, &parrot) }
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運行后輸出結(jié)果：
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原始的Bird: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420076000, 指針的內(nèi)存地址: 0xc420074000 傳入修改后的Bird: {Age:2 Name:GreatBlue}, 內(nèi)存地址：0xc420076000, 指針的內(nèi)存地址: 0xc420074010 調(diào)用后原始的Bird: {Age:2 Name:GreatBlue}, 內(nèi)存地址：0xc420076000, 指針的內(nèi)存地址: 0xc420074000
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可以看到在函數(shù)passP中，參數(shù)p是一個指向Bird的指針，傳遞參數(shù)給它的時候會創(chuàng)建指針的副本(0xc420074010)，只不過指針0xc420074000和0xc420074010都指向內(nèi)存地址0xc420076000。 函數(shù)內(nèi)對*T的改變顯然會影響原始的對象，因為它是對同一個對象的操作。
當(dāng)然，一位對Go有深入了解的讀者都已經(jīng)對這個知識有所了解，也明白了T和*T作為參數(shù)的時候副本創(chuàng)建的不同。
如何選擇 T 和 *T
在定義函數(shù)和方法的時候，作為一位資深的Go開發(fā)人員，一定會對函數(shù)的參數(shù)和返回值定義成T和*T深思熟慮，有些情況下可能還會有些苦惱。
那么什么時候才應(yīng)該把參數(shù)定義成類型T,什么情況下定義成類型*T呢。
一般的判斷標(biāo)準(zhǔn)是看副本創(chuàng)建的成本和需求。
- 不想變量被修改。 如果你不想變量被函數(shù)和方法所修改，那么選擇類型
T。相反，如果想修改原始的變量，則選擇*T - 如果變量是一個大的struct或者數(shù)組，則副本的創(chuàng)建相對會影響性能，這個時候考慮使用
*T，只創(chuàng)建新的指針，這個區(qū)別是巨大的 - (不針對函數(shù)參數(shù)，只針對本地變量／本地變量)對于函數(shù)作用域內(nèi)的參數(shù)，如果定義成
T,Go編譯器盡量將對象分配到棧上，而*T很可能會分配到對象上，這對垃圾回收會有影響
什么時候發(fā)生副本創(chuàng)建
上面舉的例子都是作為函數(shù)參數(shù)時發(fā)生的副本的創(chuàng)建，還有很多情況下會發(fā)生副本的創(chuàng)建，甚至有些“隱蔽”的情況。
編程的時候如何小心這些情況呢，一條原則就是：
A go assignment is a copy of the value itself
賦值的時候就會創(chuàng)建對象副本
Assignment的語法表達式如下：
Assignment = ExpressionList assign_op ExpressionList .
assign_op = [ add_op | mul_op ] "=" .
Each left-hand side operand must be addressable, a map index expression, or (for = assignments only) the blank identifier. Operands may be parenthesized.
最常見的case
最常見的賦值的例子是對變量的賦值，包括函數(shù)內(nèi)和函數(shù)外:
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } type Parrot struct { Age int Name string } var parrot1 = Bird{Age: 1, Name: "Blue"} var parrot2 = parrot1 func main() { fmt.Printf("parrot1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot1, &parrot1) fmt.Printf("parrot2:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot2, &parrot2) parrot3 := parrot1 fmt.Printf("parrot2:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot3, &parrot3) parrot4 := Parrot(parrot1) fmt.Printf("parrot4:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot4, &parrot4) }
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輸出結(jié)果:
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parrot1: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xfa0a0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xfa0c0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc42007e0c0 parrot4: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc42007e100
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可以看到這幾個變量的內(nèi)存地址都不相同，說明發(fā)生了賦值。
map、slice和數(shù)組
slice，map和數(shù)組在初始化和按索引設(shè)置的時候也會創(chuàng)建副本:
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } var parrot1 = Bird{Age: 1, Name: "Blue"} func main() { fmt.Printf("parrot1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot1, &parrot1) s := []Bird{parrot1} s = append(s, parrot1) parrot1.Age = 3 fmt.Printf("parrot2:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", s[0], &(s[0])) fmt.Printf("parrot3:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", s[1], &(s[1])) parrot1.Age = 1 m := make(map[int]Bird) m[0] = parrot1 parrot1.Age = 4 fmt.Printf("parrot4:\t\t %+v\n", m[0]) parrot1.Age = 5 parrot5 := m[0] fmt.Printf("parrot5:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot5, &parrot5) parrot1.Age = 1 a := [2]Bird{parrot1} parrot1.Age = 6 fmt.Printf("parrot6:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", a[0], &a[0]) parrot1.Age = 1 a[1] = parrot1 parrot1.Age = 7 fmt.Printf("parrot7:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", a[1], &a[1]) }
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輸出結(jié)果
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parrot1: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xfa0a0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200160f0 parrot3: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420016108 parrot4: {Age:1 Name:Blue} parrot5: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012320 parrot6: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420016120 parrot7: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420016138
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可以看到 slice/map/數(shù)組 的元素全是原始變量的副本， 副本。
for－range循環(huán)
for-range循環(huán)也是將元素的副本賦值給循環(huán)變量，所以變量得到的是集合元素的副本。
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } var parrot1 = Bird{Age: 1, Name: "Blue"} func main() { fmt.Printf("parrot1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot1, &parrot1) s := []Bird{parrot1, parrot1, parrot1} s[0].Age = 1 s[1].Age = 2 s[2].Age = 3 parrot1.Age = 4 for i, p := range s { fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", (i + 2), p, &p) } parrot1.Age = 1 m := make(map[int]Bird) parrot1.Age = 1 m[0] = parrot1 parrot1.Age = 2 m[1] = parrot1 parrot1.Age = 3 m[2] = parrot1 parrot1.Age = 4 for k, v := range m { fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", (k + 2), v, &v) } parrot1.Age = 4 a := [...]Bird{parrot1, parrot1, parrot1} a[0].Age = 1 a[1].Age = 2 a[2].Age = 3 parrot1.Age = 4 for i, p := range a { fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", (i + 2), p, &p) } }
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輸出結(jié)果
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parrot1: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xfb0a0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0 parrot3: {Age:2 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0 parrot4: {Age:3 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012320 parrot3: {Age:2 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012320 parrot4: {Age:3 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc420012320 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200123a0 parrot3: {Age:2 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200123a0 parrot4: {Age:3 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200123a0
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注意循環(huán)變量是重用的，所以你看到它們的地址是相同的。
channel
往channel中send對象的時候也會創(chuàng)建對象的副本:
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package main import "fmt" type Bird struct { Age int Name string } var parrot1 = Bird{Age: 1, Name: "Blue"} func main() { ch := make(chan Bird, 3) fmt.Printf("parrot1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", parrot1, &parrot1) ch <- parrot1 parrot1.Age = 2 ch <- parrot1 parrot1.Age = 3 ch <- parrot1 parrot1.Age = 4 p := <-ch fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", 2, p, &p) p = <-ch fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", 3, p, &p) p = <-ch fmt.Printf("parrot%d:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", 4, p, &p) }
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輸出結(jié)果：
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parrot1: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xfa0a0 parrot2: {Age:1 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0 parrot3: {Age:2 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0 parrot4: {Age:3 Name:Blue}, 內(nèi)存地址：0xc4200122a0
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函數(shù)參數(shù)和返回值
將變量作為參數(shù)傳遞給函數(shù)和方法會發(fā)生副本的創(chuàng)建。
對于返回值，將返回值賦值給其它變量或者傳遞給其它的函數(shù)和方法，就會創(chuàng)建副本。
Method Receiver
因為方法(method)最終會產(chǎn)生一個receiver作為第一個參數(shù)的函數(shù)(參看規(guī)范)，所以就比較好理解method receiver的副本創(chuàng)建的規(guī)則了。
當(dāng)receiver為T類型時，會發(fā)生創(chuàng)建副本，調(diào)用副本上的方法。
當(dāng)receiver為*T類型時,只是會創(chuàng)建對象的指針，不創(chuàng)建對象的副本，方法內(nèi)對receiver的改動會影響原始值。
不同類型的副本創(chuàng)建
bool,數(shù)值和指針
bool和數(shù)值類型一般不必考慮指針類型，原因在于這些對象很小，創(chuàng)建副本的開銷可以忽略。只有你在想修改同一個變量的值的時候才考慮它們的指針。
指針類型就不用多說了，和數(shù)值類型類似。
數(shù)組
數(shù)組是值類型，賦值的時候會發(fā)生原始數(shù)組的復(fù)制，所以對于大的數(shù)組的參數(shù)傳遞和賦值，一定要慎重。
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package main import "fmt" func main() { a1 := [3]int{1, 2, 3} fmt.Printf("a1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", a1, &a1) a2 := a1 a1[0] = 4 a1[1] = 5 a1[2] = 6 fmt.Printf("a2:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", a2, &a2) }
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輸出
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a1: [1 2 3], 內(nèi)存地址：0xc420012260 a2: [1 2 3], 內(nèi)存地址：0xc4200122c0
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對于[...]T和[...]*T的區(qū)別，我想你也應(yīng)該清楚了，[...]*T創(chuàng)建的副本的元素時元數(shù)組元素指針的副本。
map、slice 和 channel
網(wǎng)上一般說， 這三種類型都是指向指針類型，指向一個底層的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
因此呢，在定義類型的時候就不必定義成*T了。
當(dāng)然你可以這么認為，不過我認為這是不準(zhǔn)確的，比如slice,其實你可以看成是SliceHeader對象，只不過它的數(shù)據(jù)Data是一個指針，所以它的副本的創(chuàng)建對性能的影響可以忽略。
字符串
string類型類似slice,它等價StringHeader。所以很多情況下會用｀unsafe.Pointer｀與[]byte類型進行更有效的轉(zhuǎn)換，因為直接進行類型轉(zhuǎn)換string([]byte)會發(fā)生數(shù)據(jù)的復(fù)制。
字符串比較特殊，它的值不能修改，任何想對字符串的值做修改都會生成新的字符串。
大部分情況下你不需要定義成*string。唯一的例外你需要 nil值的時候。我們知道，類型string的空值/缺省值為"",但是如果你需要nil，你就必須定義*string。舉個例子，在對象序列化的時候""和nil表示的意義是不一樣的，""表示字段存在，只不過字符串是空值，而nil表示字段不存在。
函數(shù)
函數(shù)也是一個指針類型，對函數(shù)對象的賦值只是又創(chuàng)建了一個對次函數(shù)對象的指針。
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package main import "fmt" func main() { f1 := func(i int) {} fmt.Printf("f1:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", f1, &f1) f2 := f1 fmt.Printf("f2:\t\t %+v, \t\t內(nèi)存地址：%p\n", f2, &f2) }
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輸出結(jié)果:
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f1: 0x2200, 內(nèi)存地址：0xc420028020 f2: 0x2200, 內(nèi)存地址：0xc420028030
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參考文檔
- https://www.reddit.com/r/golang/comments/5lheyg/returning_t_vs_t/?
- https://github.com/google/go-github/issues/180
- http://openmymind.net/Things-I-Wish-Someone-Had-Told-Me-About-Go/
- http://goinbigdata.com/golang-pass-by-pointer-vs-pass-by-value/
- https://groups.google.com/forum/#!topic/golang-nuts/__BPVgK8LN0
- https://golang.org/ref/spec
- https://golang.org/doc/faq
- https://golang.org/doc/effective_go.html
- https://nathanleclaire.com/blog/2014/08/09/dont-get-bitten-by-pointer-vs-non-pointer-method-receivers-in-golang/
- https://dhdersch.github.io/golang/2016/01/23/golang-when-to-use-string-pointers.html
- https://dave.cheney.net/2016/03/19/should-methods-be-declared-on-t-or-t
- http://colobu.com/2016/10/28/When-are-function-parameters-passed-by-value/
posted on 2017-02-09 09:26
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