Golang 语言 method 接收者使用值类型和指针类型的区别

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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。

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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。

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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。

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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。

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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。