深入理解 Go 中的 new() 和 make() 函数

2023年 9月 22日 68.0k 0

在 Go 语言中,new()make() 是两个常用的函数,用于创建和初始化不同类型的变量。本文将深入探讨 new()make() 的区别、使用场景以及底层实现原理。

引言

  • Go 中的 new()make() 函数是用于创建和初始化变量的重要工具。
  • new() 用于创建指定类型的零值变量,并返回该变量的指针。
  • make() 用于创建并初始化引用类型的变量,如切片、映射和通道。

new() 函数

  • new() 函数的基本语法及用法。
  • new() 创建的变量是指定类型的零值,并返回该变量的指针。
  • new() 适用于创建引用类型以外的其他类型变量。
package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 new() 创建一个 int 类型的零值变量的指针
    numPtr := new(int)

    fmt.Println(*numPtr) // 输出 0
}

make() 函数

  • make() 函数的基本语法及用法。
  • make() 用于创建并初始化引用类型的变量。
  • make() 适用于创建切片、映射和通道等引用类型的变量。
  • make() 创建的变量不是零值,而是根据类型进行初始化。
package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 make() 创建一个切片,并初始化长度为 3 的切片
    slice := make([]int, 3)

    fmt.Println(slice) // 输出 [0 0 0]
}

new()make() 的区别

  • new() 用于创建任意类型的变量,而 make() 仅用于创建引用类型的变量。
  • new() 返回的是指针,而 make() 返回的是初始化后的值。
  • new() 创建的变量是零值,make() 创建的变量是根据类型进行初始化。
package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 new() 创建一个结构体的指针
    personPtr := new(Person)
    personPtr.Name = "Alice"
    personPtr.Age = 30

    fmt.Println(personPtr) // 输出 &{Alice 30}

    // 使用 make() 创建一个映射,并初始化键值对
    m := make(map[string]int)
    m["one"] = 1
    m["two"] = 2

    fmt.Println(m) // 输出 map[one:1 two:2]
}

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

new()make() 的底层实现原理

在 Go 语言中,new()make() 的底层实现原理略有不同。

new() 的底层实现原理

  • new() 函数在底层使用了 Go 的 runtime.newobject 函数。
  • runtime.newobject 函数会分配一块内存,大小为指定类型的大小,并将该内存清零。
  • 然后,runtime.newobject 函数会返回这块内存的指针。

下面是 new() 函数的简化版本的底层实现原理示例代码:

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

func main() {
	// 使用 new() 创建一个 int 类型的零值变量的指针
	numPtr := new(int)

	// 获得指针的值
	ptrValue := uintptr(unsafe.Pointer(numPtr))

	// 输出指针的值
	fmt.Println(ptrValue)
}

在上述示例代码中,我们使用了 unsafe 包中的 Pointeruintptr 类型来操作指针。我们首先使用 new(int) 创建一个 int 类型的零值变量的指针 numPtr,然后通过 unsafe.Pointer 将指针转换为 unsafe.Pointer 类型,再通过 uintptrunsafe.Pointer 值转换为 uintptr 类型,最后输出指针的值。这个值就是我们所创建的变量的内存地址。

make() 的底层实现原理

  • make() 函数在底层使用了 Go 的 runtime.makesliceruntime.makemapruntime.makechan 函数。
  • runtime.makeslice 函数用于创建切片,它会分配一块连续的内存空间,并返回切片结构体。
  • runtime.makemap 函数用于创建映射,它会分配一块哈希表内存,并返回映射结构体。
  • runtime.makechan 函数用于创建通道,它会分配一块通道内存,并返回通道结构体。

下面是 make() 函数的简化版本的底层实现原理示例代码:

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
	"unsafe"
)

func main() {
	// 使用 make() 创建一个切片,并初始化长度为 3 的切片
	slice := make([]int, 3)

	// 获得切片的值和长度
	sliceValue := reflect.ValueOf(slice)
	sliceData := sliceValue.Elem().UnsafeAddr()
	sliceLen := sliceValue.Len()

	// 输出切片的值和长度
	fmt.Println(sliceData, sliceLen)
}

在上述示例代码中,我们使用了 reflect 包中的 ValueElemUnsafeAddr 方法来操作切片。我们首先使用 make([]int, 3) 创建一个长度为 3 的切片 slice,然后通过 reflect.ValueOf 将切片转换为 reflect.Value 类型,再通过 Elem 方法获取切片的元素,并通过 UnsafeAddr 方法获取切片的底层数组的指针,最后通过 Len 方法获取切片的长度。这样,我们就可以获得切片的底层数组的指针和长度。

请注意,上述示例代码中使用了 reflectunsafe 包,这是为了演示 make() 的底层实现原理而引入的,实际开发中并不需要经常使用这些包。

总结:

通过深入了解 new()make() 函数的区别、使用场景以及底层实现原理,读者可以更好地理解和运用这两个函数,并完美解决掉面试官的问题,并在实际开发中做出准确的选择。

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