Go語言Slice作為函數參數詳解
Go語言Slice作為函數參數詳解
前言
首先要明確Go語言中實質只有值傳遞，引用傳遞和指針傳遞是相對於參數類型來說。
個人認為上訴的結論不對，把引用類型看做對指針的封裝，一般封裝為結構體，結構體是值類型，所以感覺都是值傳遞。不然我感覺其它語言實質不也都是值傳遞？不過我剛學Go，可能還沒完全弄懂，這個有問題可以互相討論下。
Go語言中的值類型：int、float、bool、array、sturct等，聲明一個值類型變數時，編譯器會在棧中分配一個空間，空間里存儲的就是該變數的值。
Go語言中的引用類型：slice，map，channel，interface，func，string等，聲明一個引用類型的變數，編譯器會把實例的記憶體分配在堆上。
string和其他語言一樣，是引用類型，string的底層實現struct String { byte* str; intgo len; }; 但是因為string不允許修改，每次操作string只能生成新的對象，所以在看起來使用時像值類型。
其實引用類型可以看作對指針的封裝。
Slice切片在Go語言中實質是一種結構體類型，源碼中定義如下：
源碼位置：src/runtime/slice.go
type slice struct {
array unsafe.Pointer
len int
cap int
}
從定義中我們可以知道slice是一種值類型，array是底層數組指針，它指向底層分配的數組；len是底層數組的元素個數；cap是底層數組的容量，超過容量會擴容。
問題與解析
典型問題
有了上面知識的鋪墊，下面我們來看下把slice作為函數參數傳遞的典型問題：
package main
import "fmt"
func main() {
tmp := make([]int, 0)
fmt.Printf("%p\n", &tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
change(tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
func change(tmp []int) {
fmt.Printf("%p\n", &tmp)
tmp = append(tmp, 6)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
//運行結果
//0xc000004078
//[] 0 0 0x59cde0
//0xc0000040c0
//[6] 1 1 0xc000014098
//[] 0 0 0x59cde0
這是一個典型問題，你所有疑問的基本這種類型的問題。
疑問點：slice不是引用類型嗎？把它做參數傳遞時實參應該同步修改啊，為什麼main函數中的tmp沒變？
解析：
從之前講的知識中我們已經知道slice實質是一個結構體，其作為參數傳遞時形參實質複製了實參整個結構體的內容，其實就是值傳遞。
形參分配有一份記憶體空間，存放和實參相同的內容，從運行結果可以看出形參的記憶體地址和實參是不同的。
因為形參中底層數組指針和實參相同，所以當做修改操作時會同步修改到實參中，但是當使用append函數添加元素時，append函數返回的slice會覆蓋修改到形參的記憶體空間中，和實參無關，所以在main函數中實參不變。可以在上面程式碼中看到函數中形參已變但實參未變。
有同學看到上面解析之後可能還會有一些疑問，比如：
- append函數有擴容機制，當函數內使用append未擴容時，是不是就可以同步增加元素到實參中？
- 為什麼傳指針就可以和實參完全同步，指針不也和引用類似嗎？
函數中使用append時，如果擴容，其中形參記憶體空間中底層數組的地址會被覆蓋修改為新的擴容後的底層數組地址，而實參無變化。上面的程式碼就是如此。
其它疑問1
package main
import "fmt"
func main() {
tmp := make([]int, 0, 5)
tmp = append(tmp, 1, 2, 3)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
change(tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
func change(tmp []int) {
tmp = append(tmp, 4)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
//[1 2 3] 3 5 0xc00000c300
//[1 2 3 4] 4 5 0xc00000c300
//[1 2 3] 3 5 0xc00000c300
疑問點：從程式碼中可以看出函數中使用append時是沒有擴容的，因為形參中底層數組地址和實參是一致的，那為什麼實參中沒有增加元素？
解析：
其實實參中tmp[3]已經變為4，但是實參和形參記憶體空間中len和cap是獨立的，形參中len修改為了4但實參中len仍然為3，所以實參中未增加元素。
關於tmp[3]已經變為4可以從如下程式碼中反映出來：
package main
import "fmt"
func main() {
tmp := make([]int, 0, 5)
tmp = append(tmp, 1, 2, 3, 4, 5)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
change(tmp[:3])
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
func change(tmp []int) {
tmp = append(tmp, 6)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
//[1 2 3 4 5] 5 5 0xc00000c300
//[1 2 3 6] 4 5 0xc00000c300
//[1 2 3 6 5] 5 5 0xc00000c300
可以看出實參中4已經變為6
或者從如下程式碼中更為直接的看出：
package main
import (
"fmt"
"unsafe"
)
func main() {
tmp := make([]int, 0, 5)
tmp = append(tmp, 1, 2, 3)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
change(tmp)
p := unsafe.Pointer(&tmp[2])
q := uintptr(p) + 8
t := (*int)(unsafe.Pointer(q))
fmt.Println(*t)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
func change(tmp []int) {
tmp = append(tmp, 4)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
//[1 2 3] 3 5 0xc00000c300
//[1 2 3 4] 4 5 0xc00000c300
//4
//[1 2 3] 3 5 0xc00000c300
用實參tmp[2]的地址往後移一個元素地址長度，得到tmp[3]的地址輸出，可以看到變為了3。
其它疑問2
package main
import "fmt"
func main() {
tmp := make([]int, 0, 5)
tmp = append(tmp, 1, 2, 3)
fmt.Printf("%p\n", &tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
change(&tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", tmp, len(tmp), cap(tmp), tmp)
}
func change(tmp *[]int) {
*tmp = append(*tmp, 4)
fmt.Printf("%p\n", tmp)
fmt.Printf("%v %d %d %p\n", *tmp, len(*tmp), cap(*tmp), *tmp)
}
//0xc000004078
//[] 0 0 0xffdde0
//0xc000004078
//[1] 1 1 0xc000014098
//[1] 1 1 0xc000014098
疑問點：為什麼指針可以同步修改到實參，*tmp = append(*tmp, 4)這不也是覆蓋修改到形參嗎？
解析：
首先明確傳指針時傳的是slice的地址，形參是地址而非一份和實參相同內容的記憶體空間，這點從程式碼中列印的0xc000004078地址可以看出。所以*tmp = append(*tmp, 4)這段程式碼覆蓋修改的是0xc000004078這個地址指向的slice，即主函數中的tmp切片，這點從程式碼中主函數中切片tmp的底層數組地址從0xffdde0變為0xc000014098可以看出。
結論
當傳指針時，對函數中slice的任何修改其實都是對主函數中slice的修改；當傳引用，即slice本身時，對函數中slice使用append時的修改實際是對形參新分配記憶體空間的修改而實參不變，但當直接修改slice中值時能同步修改到實參中。
參考鏈接
go中值傳遞、引用傳遞、指針傳遞的區別 – .追風逐月 – 部落格園
GO語言slice詳解（結合源碼） – 就是那片海 – 部落格園 (cnblogs.com)
Go語言中slice作為參數傳遞時遇到的一些「坑」 – ExplorerMan – 部落格園 (cnblogs.com)
