Go語言中slice作為參數傳遞時遇到的問題有哪些

這篇文章將為大家詳細講解有關Go語言中slice作為參數傳遞時遇到的問題有哪些，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。

首先還是從最簡單的說起，看下面代碼：

func main() {
 a := []int{7,8,9}
 fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
 ap(a)
 fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
}

func ap(a []int) {
 a = append(a, 10)
}

以上代碼的輸出是什么呢？

我這里不賣關子了直接說，再調用ap函數進行append操作后，a依然是[]int{7,8,9}。原因很簡單，Go中沒有引用傳遞全是值傳遞，值傳遞意味著傳遞的是數據的拷貝。這句話新手可能稍微有點云里霧里，而實際情況又比較詭異，比如說下面代碼：

func main() {
  a := []int{7,8,9}
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
  ap(a)
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
}

func ap(a []int) {
  a[0] = 1
  a = append(a, 10)
}

這時ap后再輸出a，會看到a[0]變成了1，但a的cap依然是3，看起來10并沒有被append進去？

這看起來就比較匪夷所思了，不是說值傳遞嗎，為什么還是影響外部變量的值了呢？按理說要么都變要么都不變才說得過去啊。

這實際上并不是匪夷所思，因為Go和C不一樣，slice看起來像數組，實際上是一個結構體，在源碼中的數據結構是：

type slice struct {
 array unsafe.Pointer
 len int
 cap int
}

這個結構體其實也很好理解，array是一個真正的數組指針，指向一段連續內存空間的頭部，len和cap代表長度和容量。
換句話說，你看起來在代碼里傳參時寫的是ap(a []int)，實際上在代碼編譯期，這段代碼變成了ap(a runtime.slice)
你可以嘗試這么理解，把ap(a)替換成ap(array: 0x123, len: 3, cap: 3) 。可以很明顯的看到，傳遞到ap函數的三個參數，僅僅是3個數值，并沒有和外部變量a建立任何引用關系。這便是值傳遞。

但是，你可能會疑惑，為什么我改了a[0]的值，也會在外面體現呢？其實看到這里你應該已經可以自己想明白了，因為array是一個地址值(比如0x123)，這個地址傳入了ap函數，但是它代表的地址0x123和外部a的0x123是一個內存地址，這時候你修改a[0]，實際上是修改0x123地址中存放的值，所以外部當然會受影響了。

舉個形象點的例子，假設你是火車站貨物管理員，你管理的是第1到第3節車廂（車廂是互通的）的裝卸貨貨。有一天你生病了，找個人（叫A）臨時來接手一下。但是火車的貨不是誰想碰就碰的，你得有證明才行。于是你把你手上的證明原件復印了一份給A，同時把第一節車廂的鑰匙給A。由于剛好那幾天比較忙，站長又讓A也負責第四節車廂，于是A也得到了車廂4的證明原件。一段時間后，你生病回來，你依然只有1到3節車廂的證件，你可以看到最近A在1到3車廂搞的事情，但是你沒有資格去4車廂。

以上例子應該可以很好的說明slice傳參的場景，記住，Go中只有值傳遞。

是不是就完事兒了呢？然而事情并沒有這么簡單。最近我工作時就遇到這個問題了。按照上面的舉例，雖然你沒有資格去查看4車廂，但是如果你好奇，你可以偷看啊，因為它們是連續的互通的，正如數組也是一段連續的內存，于是就有這樣的代碼：

func main() {
  a := []int{}
  a = append(a, 7,8,9)
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
  ap(a)
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
  p := unsafe.Pointer(&a[2])
  q := uintptr(p)+8
  t := (*int)(unsafe.Pointer(q))
  fmt.Println(*t)
}

func ap(a []int) {
  a = append(a, 10)
}

雖然外部的cap和len并沒有改變，但是ap函數往同一段內存地址append了一個10，那我是不是可以用比較trick的方法去偷看呢？比如找到a[2]的地址，往后挪一個int的長度，就應該是ap函數新增的10了吧？這里需要注意，Go官網的server是32位的，所以在go playground執行這段代碼時，int是4字節。

執行結果和我預想的一樣！

但是問題接踵而至

func main() {
  a := []int{7,8,9}
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
  ap(a)
  fmt.Printf("len: %d cap:%d data:%+v\n", len(a), cap(a), a)
  p := unsafe.Pointer(&a[2])
  q := uintptr(p)+8
  t := (*int)(unsafe.Pointer(q))
  fmt.Println(*t)
}

func ap(a []int) {
  a = append(a, 10)
}

這和上面一個例子唯一的區別就是slice一開始是用[]int{7,8,9}這種方式初始化。執行結果*t是3而不是10，這就比較困惑了。為啥？不是一段連續的內存空間嗎？

這里其實涉及到的問題是slice的growth問題，當append時發現cap不夠了，會重新分配空間，具體源碼參見 runtime/slice.go中的growslice函數。我這里就不講太多細節，只講結果。當發生growslice時，會給slice重新分配一段更大的內存，然后把原來的數據copy過去，把slice的array指針指向新內存。也就是說，假如之前的數據是存放到內存地址 0x0 0x8 0x10，當不發生growslice，新append的數值會存到0x18，然而當發生growslice，以前的所有數據被copy到新的地址0x1000 0x1008 0x1010，新append的值放到0x1018了。

這時候你就可以理解為什么有時候用unsafe能拿到數據，有時候拿不到了。或許你可以理解為什么這個包叫做unsafe了。不過unsafe不是真的unsafe，是說如果你使用的姿勢不對就非常容易unsafe。但是如果姿勢優雅，其實很safe。對于slice操作，如果要使用unsafe，千萬記得關注cap是否發送變化，它意味著內存的遷移

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