
go语言在变量赋值和函数参数传递时,采用的都是严格的“值拷贝”(pass by value)机制。这意味着,无论你复制的是基本类型(如整数、布尔值)还是复合类型(如结构体、数组、切片、映射、通道、指针),go语言都会复制其“值”。
对于基本类型,这个概念很简单:复制一个整数,你就得到了一个新的整数副本。
a := 10 b := a // b是a的一个独立副本,修改b不影响a b = 20 fmt.Println(a, b) // 输出: 10 20
然而,当涉及到指针时,情况变得有些微妙。指针本身也是一个值,它存储的是一个内存地址。当你复制一个指针时,你复制的是这个内存地址。这意味着,两个指针变量现在都指向了内存中的同一个底层数据。
考虑以下结构体定义:
package main
import (
"fmt"
"container/vector" // 注意:此包在现代Go中已不常用,但此处为解释原问题而保留
)
type Move struct {
x0, y0, x1, y1 int
}
type PegPuzzle struct {
movesAlreadyDone *vector.Vector // 注意:这是一个指向vector.Vector的指针
}
func (p *PegPuzzle) InitPegPuzzle() {
// 修正:vector.New() 已被移除,应使用 new(vector.Vector)
p.movesAlreadyDone = new(vector.Vector)
}
func NewChildPegPuzzle(parent *PegPuzzle) *PegPuzzle {
retVal := new(PegPuzzle)
// 问题所在:这里复制的是指针的值,即内存地址
// retVal.movesAlreadyDone 和 parent.movesAlreadyDone 指向同一个 vector.Vector 实例
retVal.movesAlreadyDone = parent.movesAlreadyDone
return retVal
}
func (p *PegPuzzle) doMove(move Move) {
p.movesAlreadyDone.Push(move)
}
func (p *PegPuzzle) printPuzzleInfo() {
fmt.Printf("-----------START----------------------\n")
fmt.Printf("moves already done: %v\n", p.movesAlreadyDone)
fmt.Printf("------------END-----------------------\n")
}
func main() {
p := new(PegPuzzle)
p.InitPegPuzzle()
cp1 := NewChildPegPuzzle(p)
cp1.doMove(Move{1, 1, 2, 3})
cp1.printPuzzleInfo() // 此时 cp1.movesAlreadyDone 包含 {1,1,2,3}
cp2 := NewChildPegPuzzle(p) // cp2 同样从原始的 p 派生
cp2.doMove(Move{3, 2, 5, 1})
// 预期 cp2.movesAlreadyDone 仅包含 {3,2,5,1}
// 实际 cp2.movesAlreadyDone 包含 {1,1,2,3} 和 {3,2,5,1}
cp2.printPuzzleInfo()
}在上述代码中,PegPuzzle结构体的movesAlreadyDone字段是一个*vector.Vector类型,即一个指向vector.Vector实例的指针。当调用NewChildPegPuzzle函数并执行retVal.movesAlreadyDone = parent.movesAlreadyDone时,Go语言确实执行了值拷贝。但这个“值”是parent.movesAlreadyDone所存储的内存地址。因此,retVal.movesAlreadyDone和parent.movesAlreadyDone现在都指向了内存中同一个vector.Vector实例。
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这就像你有两把钥匙,它们都能打开同一个房间。你把一把钥匙复制给了另一个人,现在你们两个人都有钥匙,但仍然是同一个房间。因此,当cp1.doMove操作修改了cp1.movesAlreadyDone指向的vector.Vector时,实际上也修改了p.movesAlreadyDone和cp2.movesAlreadyDone所指向的同一个vector.Vector。这就是为什么cp2在添加自己的移动后,会发现cp1的移动也存在的原因。
为了避免这种意外的共享状态,当需要一个完全独立的数据副本时,我们必须执行“深拷贝”(deep copy)。深拷贝意味着不仅复制指针本身,还要复制指针所指向的底层数据。
对于container/vector,它提供了InsertVector方法来实现深拷贝。这个方法可以将另一个vector的所有元素插入到当前vector中。
以下是修正后的NewChildPegPuzzle函数,它通过深拷贝创建了一个独立的vector.Vector实例:
package main
import (
"fmt"
"container/vector"
)
type Move struct {
x0, y0, x1, y1 int
}
type PegPuzzle struct {
movesAlreadyDone *vector.Vector
}
func (p *PegPuzzle) InitPegPuzzle() {
p.movesAlreadyDone = new(vector.Vector) // 正确的初始化方式
}
// NewChildPegPuzzle 函数现在执行深拷贝
func NewChildPegPuzzle(parent *PegPuzzle) *PegPuzzle {
retVal := new(PegPuzzle)
retVal.InitPegPuzzle() // 初始化新的 PegPuzzle 实例的 vector
// 执行深拷贝:将父 PegPuzzle 的 movesAlreadyDone 内容复制到子 PegPuzzle 的新 vector 中
// InsertVector(index, otherVector) 将 otherVector 的所有元素插入到当前 vector 的指定索引处
retVal.movesAlreadyDone.InsertVector(0, parent.movesAlreadyDone)
return retVal
}
func (p *PegPuzzle) doMove(move Move) {
p.movesAlreadyDone.Push(move)
}
func (p *PegPuzzle) printPuzzleInfo() {
fmt.Printf("-----------START----------------------\n")
fmt.Printf("moves already done: %v\n", p.movesAlreadyDone)
fmt.Printf("------------END-----------------------\n")
}
func main() {
p := new(PegPuzzle)
p.InitPegPuzzle()
cp1 := NewChildPegPuzzle(p)
cp1.doMove(Move{1, 1, 2, 3})
cp1.printPuzzleInfo() // 输出:moves already done: [{1 1 2 3}]
cp2 := NewChildPegPuzzle(p)
cp2.doMove(Move{3, 2, 5, 1})
// 此时 cp2 的 vector 是独立的,它只包含自己的移动
cp2.printPuzzleInfo() // 输出:moves already done: [{3 2 5 1}]
// 验证 p 仍然是原始状态
p.printPuzzleInfo() // 输出:moves already done: [] (如果 p 未被直接修改)
}通过retVal.InitPegPuzzle()为retVal创建了一个全新的vector.Vector实例,然后使用retVal.movesAlreadyDone.InsertVector(0, parent.movesAlreadyDone)将parent中的所有元素复制到这个新的vector中。这样,cp1和cp2各自拥有了独立的movesAlreadyDone切片,它们之间的操作互不影响。
值得注意的是,container/vector包是Go语言早期版本提供的通用容器,在现代Go开发中已不常用。Go语言内置的切片([]Type)提供了更高效、更简洁的替代方案,并且是Go语言推荐的数据结构。
如果使用内置切片,深拷贝通常通过copy函数或手动遍历元素实现:
// 使用内置切片进行深拷贝示例
func NewChildPegPuzzleWithSlice(parent *PegPuzzle) *PegPuzzle {
retVal := new(PegPuzzle)
// 假设 PegPuzzle 的 movesAlreadyDone 字段类型为 []Move
// retVal.movesAlreadyDone = make([]Move, len(parent.movesAlreadyDone))
// copy(retVal.movesAlreadyDone, parent.movesAlreadyDone)
return retVal
}此外,原问题中提到的vector.New()方法在Go的最新版本中已被移除。正确的初始化*vector.Vector的方式是使用new(vector.Vector),这会在堆上分配一个vector.Vector结构体的零值,并返回指向它的指针。
通过深入理解Go语言的值拷贝机制以及指针的工作原理,开发者可以更好地设计和实现数据结构,避免因意外共享状态而导致的程序错误。在需要独立数据副本的场景下,务必采取深拷贝策略。
以上就是Go语言中切片(Vector)赋值行为解析:理解值拷贝与深拷贝的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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