Go语言 参数传递究竟是值传递还是引用传递
Go语言 参数传递究竟是值传递还是引用传递
之前我们谈过，在Go语言中的引用类型有：映射（map），数组切片（slice），通道（channel），方法与函数。起初我一直认为，除了以上说的五种是引用传递外，其他的都是值传递，也就是Go语言中存在值传递与引用传递，但事实真的如所想的这样吗？
我们知道在内存中的任何东西都有自己的内存地址，普通值，指针都有自己的内存地址
i := 10
ip := &i
i的内存地址为: 0xc042060080,i的指针的内存地址为 0xc042080018
比如 我们创建一个整型变量 i，该变量的值为10，有一个指向整型变量 i 的指针ip，该ip包含了 i 的内存地址 0xc042060080 。但是ip也有自己的内存地址 0xc042080018。
那么在Go语言传递参数时，我们可能会有以下两种假设：
①函数参数传递都是值传递，也就是传递原值的一个副本。无论是对于整型，字符串，布尔，数组等非引用类型，还是映射（map），数组切片（slice），通道（channel），方法与函数等引用类型，前者是传递该值的副本的内存地址，后者是传递该值的指针的副本的内存地址。
②函数传递时，既包含整型，字符串，布尔，数组等非引用类型的值传递，传递该值的副本，也包括映射（map），数组切片（slice），通道（channel），方法与函数等引用类型的引用传递，传递该值的指针。
现在我们根据上述两种假设来探讨一下。
首先我们知道对于非引用类型：整型，字符串，布尔，数组在当作参数传递时，是传递副本的内存地址，也就是值传递。
func main() {
i := 10 //整形变量 i
ip := &i //指向整型变量 i 的指针ip,包含了 i 的内存地址
fmt.Printf("main中i的值为：%v，i 的内存地址为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,ip,&ip)
modifyBypointer(i)
fmt.Printf("main中i的值为：%v，i 的内存地址为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,ip,&ip)
}
func modify(i int) {
fmt.Printf("modify i 为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,&i)
i = 11
}
----output----
main中 i 的值为：10，i 的内存地址为：0xc0420080b8，i 的指针的内存地址为：0xc042004028
modify i 为：10，i 的指针的内存地址为：0xc0420080d8
main中 i 的值为：10，i 的内存地址为：0xc0420080b8，i 的指针的内存地址为：0xc042004028
上面在函数接收的参数中没有使用指针，所以在传递参数时，传递的是该值的副本，内存地址会改变，因此在函数中对该变量进行操作不会影响到原变量的值。
内存分布图如下：
如果我将上面函数的参数传递方式改一下，改为接收参数的指针
func main() {
i := 10 //整形变量 i
ip := &i //指向整型变量 i 的指针ip,包含了 i 的内存地址
fmt.Printf("main中i的值为：%v，i 的内存地址为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,ip,&ip)
modifyBypointer(ip)
fmt.Printf("main中i的值为：%v，i 的内存地址为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,ip,&ip)
}
func modifyBypointer(i *int) {
fmt.Printf("modifyBypointer i 的内存地址为：%v，i的指针的内存地址为：%v\n",i,&i)
*i = 11
}
---output---
main中i的值为：10，i 的内存地址为：0xc042060080，i的指针ip的内存地址为：0xc042080018
modifyBypointer i 的内存地址为：0xc042060080，i的指针ip的内存地址为：0xc042080028
main中i的值为：11，i 的内存地址为：0xc042060080，i的指针ip的内存地址为：0xc042080018将函数的参数改为传递指针后，函数内部对变量的修改就会影响到原变量的值，且不会影响到原变量的内存地址。但是可以看出main中各个参数的内存地址与函数中接收到的内存地址不一致，也就是说指针作为函数参数的传递过程中，是传递了该指针的副本地址，不是原指针地址。
那么既然函数中的指针地址与main中的指针地址不一致，那么我们在函数中对变量进行修改时，函数中对变量的修改又怎么会影响到main中原变量的值呢？
这是因为，虽然函数中的指针地址与main中的指针地址不一致，但是它们都指向同一个整形变量的内存地址，所以无论哪一方对变量i进行操作都会影响到变量i，且另一方是可以观察到的。
我们来看一下这个内存分布图
到目前为止，我们验证了非引用类型和指针的参数传递都是传递副本，那么对于引用类型的参数传递又是如何的呢？
①映射map 我们使用make初始化一个映射map时，实际上返回的是该映射map的一个指针，具体源码如下
// 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 {}
也就是说，对于引用类型map来讲，实际上在作为传递参数时还是使用了指针的副本进行传递，属于值传递。
②chan类型 使用make初始化 chan类型，底层其实跟map一样，都是返回该值的指针
func makechan(t *chantype, size int) *hchan {}
③Slice类型 Slice类型对于之前的map，chan类型不太一样，比如下面这个代码示例
func main() {
i := []int{1,2,3}
fmt.Printf("i:%p\n",i)
fmt.Println("i[0]:",&i[0])
fmt.Printf("i:%v\n",&i)
}
---output---
i:0xc04205e0c0
i[0]: 0xc04205e0c0
i:&[1 2 3]
我们可以看到，使用&操作符表示slice的地址是无效的，而且使用%p输出的内存地址与slice的第一个元素的地址是一样的，那么为什么会出现这样的情况呢？我们来看一下在 fmt/print.go中的printValue函数源码
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('&') //这就是 使用 &打印地址输出结果前面带有“&”的原因
p.printValue(a, verb, depth+1) //然后递归获取vaule的内容
return
}
}
如果是slice或者数组就用[]包围
} 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(']')
}
以上就是为什么使用 fmt.Printf("i:%v\n",&i) 会输出 i:&[1 2 3]的原因。
然后我们再来分析一下为什么使用%p输出的内存地址与slice的第一个元素的地址是一样的。
继续看fmt/print.go中的 fmtPointer 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
}
通过源代码发现，对于chan、map、slice，Func等被当成指针处理，通过value.Pointer获取对应的值的指针。
value.Pointer的源码如下：
// 如果v的类型是Func，则返回的指针是底层代码指针，但不一定足以唯一地标识单个函数。
// 唯一的保证是当且仅当v是nil func值时结果为零。
//
//如果v的类型是Slice，则返回的指针指向切片的第一个元素。
//如果切片为nil，则返回值为0。如果切片为空但非nil，则返回值为非零。
func (v Value) Pointer() uintptr {
k := v.kind()
switch k {
case Chan, Map, Ptr, UnsafePointer:
return uintptr(v.pointer())
case Func:
if v.flag&flagMethod != 0 {
f := methodValueCall
return **(**uintptr)(unsafe.Pointer(&f))
}
p := v.pointer()
// Non-nil func value points at data block.
// First word of data block is actual code.
if p != nil {
p = *(*unsafe.Pointer)(p)
}
return uintptr(p)
case Slice:
return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
}
panic(&ValueError{"reflect.Value.Pointer", v.kind()})
}
所以当是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。之前说Slice类型对于之前的map，chan类型不太一样，不一样就在于slice是一种结构体+第一个元素指针的混合类型，通过元素array(Data)的指针，可以达到修改slice里存储元素的目的。
type slice struct {
array unsafe.Pointer //这里的指针其实是第一个元素的指针
len int
cap int
}
根据slice与map，chan对比，我们可以总结一条规律：可以通过某个变量类型本身的指针（如map，chan）或者该变量类型内部的元素的指针（如slice的第一个元素的指针）修改该变量类型的值。
因此slice也跟chan与map一样，属于值传递，传递的是第一个元素的指针的副本。
总结：在Go语言中只存在值传递（要么是该值的副本，要么是指针的副本），不存在引用传递。之所以对于引用类型的传递可以修改原内容数据，是因为在底层默认使用该引用类型的指针进行传递，但是也是使用指针的副本，依旧是值传递。
思考问题：
①既然slice是使用第一个元素的内存地址作为slice的指针，那么如果出现两个相同的slice，它们的指针岂不会相同
②slice在作为参数传递时，可以修改原slice的数据，那么可以修改原slice的len和cap吗
参考文章：
- https://www.flysnow.org/2018/02/24/golang-function-parameters-passed-by-value
- https://www.studygolang.com/topics/5828
- https://www.jianshu.com/p/f201d6da488a