Golang 参数传递机制的深度解析

发表时间: 2024-01-14 09:30

值传递（Pass by Value）和引用传递（Pass by Reference）是编程语言中两种主要的参数传递方式，决定了函数调用过程中实参（实际参数）如何影响形参（形式参数）以及函数内部对形参的修改是否会影响到原始实参。

什么是值传递 (Pass by Value)

在值传递中，当函数被调用时，实参的值会被复制一份，并将这个副本传递给对应的形参，函数内部对形参的操作不会改变实参的原始值。

优点：

安全，函数内对参数的修改不会影响原始数据。
简单清晰好理解，函数可以随意操作参数而不会影响外部的值。

缺点：

创建副本可能导致额外的内存消耗，特别是当数据结构较大时。
不能直接修改原始数据，需要通过返回值或者使用指针/引用。

引用传递 (Pass by Reference)

在引用传递中，传递的是实参的内存地址，而不是实际值。因此，函数内部对形参的任何修改都会直接影响到原始实参的值。

优点：

节省内存，因为没有创建实际数据的副本。
在函数内可以直接修改原始数据。

缺点：

安全性降低，因为函数内部的修改会影响到函数外部的原始数据。
可能导致代码难以理解和维护，因为数据可以在多个地方被修改。

Golang 中的参数传递方式

在 Go 语言中，所有的函数参数传递都是值传递（pass by value），当将参数传递给函数时，实际上是将参数的副本传递给函数。然而，这并不意味着在函数内部对参数的修改都不会影响原始数据。因为在 Go 中，有些数据类型本身就是引用类型，比如切片（slice）、映射（map）、通道（channel）、接口（interface）和指针（pointer）。当这些类型作为参数传递给函数时，虽然传递的是值，但值本身就是一个引用。

基本类型的值传递

基本类型（如int、float、bool 和 string）的简单示例如下：

package mainimport "fmt"func modifyValue(x int) {    x = 100}func main() {    original := 1    modifyValue(original)    fmt.Println(original) // 输出 1，未被修改}

在上面的例子中，original 是一个 int 类型的变量，当被传递到 modifyValue 函数时，实际上是传递了它的副本。因此，在函数内部对 x 的修改并不会影响 original 的值。

切片的“引用”传递

看一个切片的例子，来理解下虽然是值传递，但看起来像是引用传递的情况。简单示例代码如下：

package mainimport "fmt"func modifySlice(s []int) {    s[0] = 100}func main() {    originalSlice := []int{1, 2, 3}    modifySlice(originalSlice)    fmt.Println(originalSlice) // 输出 [100, 2, 3]，第一个元素被修改}

在这个例子中，尽管 originalSlice 作为一个值传递给了 modifySlice 函数，但是这个值实际上是一个切片的引用。切片内部包含一个指向数组的指针，因此在函数内部修改切片的元素，实际上是修改了这个内部数组，从而影响了原始的切片。

使用指针实现引用传递

现在看看如何使用指针来实现类似引用传递的效果，从而能够在函数内部修改基本类型的值。简单示例代码如下：

package mainimport "fmt"func modifyPointer(x *int) {    *x = 100}func main() {    original := 1    modifyPointer(&original)    fmt.Println(original) // 输出 100，被修改}

在这个例子中，传递了 original 变量的地址给 modifyPointer 函数。因为传递的是一个指向原始数据的指针的副本，所以当在函数内部通过这个指针修改数据时，实际上修改的是原始变量的值。

结构体的值传递

接下来，通过一个结构体的例子来说明值传递的概念。简单示例代码如下：

package mainimport "fmt"type Person struct {    Name string    Age  int}func modifyStruct(p Person) {    p.Name = "Alice"    p.Age = 30}func main() {    originalPerson := Person{Name: "Bob", Age: 25}    modifyStruct(originalPerson)    fmt.Println(originalPerson) // 输出 {Bob 25}，未被修改}

在上面的例子中，originalPerson 是一个 Person 类型的结构体。当被传递到 modifyStruct 函数时，传递的是这个结构体的副本。因此，函数内部对结构体的修改不会影响到原始的 originalPerson。

结构体指针的传递

最后来看一个结构体指针的例子，理解如何通过指针来修改结构体的字段。简单示例代码如下：

package mainimport "fmt"type Person struct {    Name string    Age int}func modifyStructPointer(p *Person) {    p.Name = "路多辛"    p.Age = 20}func main() {    originalPerson := &Person{Name: "luduoxin", Age: 25}    modifyStructPointer(originalPerson)    fmt.Println(*originalPerson) // 输出 {路多辛 20} ，被修改}

在这个例子中，传递了 originalPerson 的地址给 modifyStructPointer 函数。这次传递的是一个指向结构体的指针的副本，所以在函数内部对这个指针所指向的结构体的修改，实际上改变了原始的`originalPerson`结构体。

小结

Go 语言中的参数传递总是值传递，意味着传递的总是变量的副本，无论是基本数据类型还是复合数据类型。由于复合数据类型（如切片、映射、通道、接口和指针）内部包含的是对数据的引用，所以在函数内部对这些参数的修改可能会影响到原始数据。理解这一点对于编写正确和高效的Go代码至关重要。

另外即使是引用类型，比如切片，当长度或容量（比如使用 append 函数）发生变化了，可能会导致分配新的底层数组。这种情况下，原始切片不会指向新的数组，但是函数内部的切片会。因此，如果想在函数内部修改切片的长度或容量并反映到外部，应该传递一个指向切片的指针。