介绍
在 Golang 语言中,function 的参数和 method 的接收者都可以选择使用值传递和指针传递(“引用传递”),需要注意的是,其中指针传递是传递的指针值的副本,而不是指针指向的数据的副本。也就是说 Golang 语言和 C 系的所有语言相同,一切传递都是值传递。本文我们主要介绍 method 的接收者怎么选择使用值类型和指针类型。
method 接收者的类型选择
在使用关键字 type 定义的类型上定义 method,method 的接收者也可以作为 method 的参数,类似于 function 的参数,所以 method 的接收者和 function 参数一样,我们也需要考虑选择使用值类型和指针类型。
关于这个问题,我们通常会从两方面去考虑,一是如果该 method 需要修改接收者,那么接收者必须使用指针类型;二是如果接收者占用的内存大小较大,出于性能考虑,我们也会选择使用指针类型的接收者。
除此之外,我们还需考虑一致性。也就是说,如果该类型的某些 method 必须使用指针类型的接收者,其他 method 也应该使用指针类型的接收者。因此无论如何使用该类型,它的方法集都是一致的。
最后,如果接收者是基本类型,切片和小结构体,他们的值类型的内存占用较低,并且易读。所以,该情况下除非 method 的语义需要必须使用指针类型的接收者,否则,我们可以选择使用值类型的接收者。
type User struct { name string } func (u User) SetNameValueType(str string) { fmt.Printf("SetNameValueType() pointer:%p\n", &u) // SetNameValueType() pointer:0xc000096240 u.name = str } func (u *User) SetNamePointerType(str string) { fmt.Printf("SetNamePointerType() pointer:%p\n", u) // SetNamePointerType() pointer:0xc000096220 u.name = str } func main () { user1 := &User{} fmt.Printf("pointer:%p\n", user1) // pointer:0xc000096220 fmt.Println(user1) // &{} user1.SetNameValueType("lucy") fmt.Println(user1) // &{} user1.SetNamePointerType("lily") fmt.Println(user1) // &{lily} }
阅读上面这段代码,我们可以发现值类型的接收者,调用方拷贝了副本;指针类型的接收者,调用方未拷贝副本。
03
复合类型
map 和 slice 值类似于指针:它们是包含指向底层 map 或 slice 数据的指针的描述符。复制 map 或 slice 值不会复制它指向的数据。需要注意的是,如果超过 slice 的容量,运行时会重新分配一个新内存地址。
map 源码:
type hmap struct { count int // # live cells == size of map. Must be first (used by len() builtin) flags uint8 B uint8 // log_2 of # of buckets (can hold up to loadFactor * 2^B items) noverflow uint16 // approximate number of overflow buckets; see incrnoverflow for details hash0 uint32 // hash seed buckets unsafe.Pointer // array of 2^B Buckets. may be nil if count==0. oldbuckets unsafe.Pointer // previous bucket array of half the size, non-nil only when growing nevacuate uintptr // progress counter for evacuation (buckets less than this have been evacuated) extra *mapextra // optional fields }
slice 源码:
type slice struct { array unsafe.Pointer len int cap int }
示例代码:
func main () { user1 := &User{} fmt.Printf("pointer:%p\n", user1) // pointer:0xc000096220 fmt.Println(user1) // &{} user1.SetNameValueType("lucy") fmt.Println(user1) // &{} user1.SetNamePointerType("lily") fmt.Println(user1) // &{lily} // m := make(map[int]int) m := map[int]int{} fmt.Printf("map pointer:%p\n", m) // map pointer:0xc000100180 m[0] = 1 fmt.Printf("map pointer:%p\n", m) // map pointer:0xc000100180 m[1] = 2 s := make([]int, 0, 1) fmt.Printf("slice pointer:%p\n", s) // slice pointer:0xc00001c0a0 s = append(s, 1) fmt.Printf("slice pointer:%p\n", s) // slice pointer:0xc00001c0a0 s = append(s, 2) fmt.Printf("slice pointer:%p\n", s) // slice pointer:0xc00001c0b0 }
阅读上面这段代码,我们可以发现 map 类型未分配新内存地址,使用 append 函数向 slice 中追加元素,当元素个数未超出其容量之前,slice 也未分配新内存地址。
关于接口类型,复制接口值将复制存储在接口值中的对象。如果接口值持有一个结构体,则复制接口值会复制该结构体。如果接口值持有指针,则复制接口值会复制指针,但不会复制它指向的数据。
04
值类型怎么避免拷贝副本
阅读到这里,读者朋友可能会简单认为使用值类型会拷贝副本,使用指针类型不会拷贝副本。实际上,我们可以通过优化代码,在不改变语义的前提下,实现使用值类型也不会拷贝副本。
示例代码:
type User struct { name string } func (u User) SetNameValueType(str string) { fmt.Printf("SetNameValueType() pointer:%p\n", &u) // SetNameValueType() pointer:0xc000096240 u.name = str } func (u User) ValueSetName(str string) User { u.name = str return u } func main () { user2 := &User{} fmt.Printf("user2 pointer:%p\n", user2) // user2 pointer:0xc000010290 user2.SetNameValueType("tom") // SetNameValueType() pointer:0xc0000102a0 user3 := &User{} fmt.Printf("user3 pointer:%p\n", user3) // user3 pointer:0xc0000102b0 user3.ValueSetName("bob") fmt.Printf("pointer:%p\n", user3) // pointer:0xc0000102b0 }
阅读上面这段代码,我们发现 User 的 SetNameValueType 方法和 ValueSetName 方法,二者都是值传递,但是 SetNameValueType 方法会拷贝副本,ValueSetName 方法不会拷贝副本。原因是我们给 ValueSetName 方法定义了一个 User 类型的返回值,从而避免了 ValueSetName 方法拷贝副本。
05
总结
本文我们主要介绍了 method 的接收者使用值传递和指针传递的区别,并且讲述了选择使用值传递和指针传递需要考虑的决定因素,也指出了复合类型与值类型的区别。最后,使用一个简单示例演示了通过优化代码,在不改变语义的前提下,怎么实现使用值类型也不会拷贝副本。
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参考资料: