今天，尝试谈下 Go 中的引用。
之所以要谈它，一方面是之前的我也有些概念混乱，想梳理下，另一方面是因为很多人对引用都有疑问。我经常会看到与引用有关的问题。
比如，什么是引用？引用和指针有什么区别？Go 中有引用类型吗？什么是值传递？址传递？引用传递？
在开始谈论之前，我已经感觉到这必定是一个非常头疼的话题。这或许就是学了那么多语言，但没有深入总结，从而导致的思维混乱。
前言
我的理解是，要彻底搞懂引用，得从类型和传递两个角度分别进行思考。
从类型角度，类型可分为值类型和引用类型，一般而言，我们说到引用，强调的都是类型。
从传递角度，有值传递、址传递和引用传递，传递是在函数调用时才会提到的概念，用于表明实参与形参的关系。
引用类型和引用传递的关系，我尝试用一句话概括，引用类型不一定是引用传递，但引用传递的一定是引用类型。
这几句话，是我在使用各种语言的之后总结出来的，希望无误吧，毕竟不能误导他人。
是什么
谈到引用，就不得不提指针，而指针与引用是编程学习中老生常谈的话题了。有些编程语言为了降低程序员的使用门槛，只有引用。而有些语言则是指针引用皆存在，如 C++ 和 Go。
指针，即地址的意思。
在程序运行的时候，操作系统会为每个变量分配一块内存放变量内容，而这块内存有一个编号，即内存地址，也就是变量的地址。现在 CPU 一般都是 64 位，因而，这个地址的长度一般也就是 8 个字节。
引用，某块内存的别名。
一般情况，都会这么解释引用。换句话说，引用代指某个内存地址，这句话真的是非常简洁，同时也非常好理解。但在 Go 中，这句话看起来并不全面，具体后面解释。
除了指针和引用，还有另外一个更广泛的概念，值。谈变量传递时，常会提到值传递、址传递和引用传递。从广义上看，对大部分的语言而言，指针和引用都属于值。而从狭义角度来说，则可分为值、址和引用。
相当绕人是不是？
我已经感觉到自己头发在掉了。其实，要想彻底搞清楚这些概念，还是得从本质出发。
值和指针
先来搞明白值与指针区别。
上一节在介绍指针的时候，提到了要注意变量的地址和内容的不同。为什么要说这句话呢？
假设，我们定义一个 int 类型的变量 a，如下：
var a int = 1
变量 a 的内容为 1，而变量内容是存在某个地址之中的。如何获取变量地址呢？Go 中获取变量地址的方法与 C/C++ 相同。代码如下：
var p = &a
通过 & 获取 a 的地址。同时，这里还定义了一个新的变量 p 用于保存变量 a 的地址。p 的类型为 int 指针，也就是变量 p 中的内容是变量 a 的地址。
如下代码输出它们的地址：
var a = 1
var p = &a
fmt.Printf("%p\n", p)
fmt.Printf("%p\n", &p)
我这里的输出结果是，变量 a 和 p 的地址分别为 0xc000092000 和 0xc00008c010。此时的内存的分布如下：
变量 p 的内容是 a 的地址，因而可以说指针即是其他变量的内容，也是某个变量的地址。为什么啰啰嗦嗦的说这些，因为在学习 C 语言，会单独强调址的概念，但在 Go 中，指针相对弱化，也是归于值类型之中。
引用的本质
前面说过，引用是某块内存的别名。从字面理解，似乎表达的是引用类型变量中的内容是指针，这么理解似乎也没错。既然如此，我自然而然地想到，怎么将引用与指针关联起来。
在 C/C++ 中，引用其实是编译器实现的一个语法糖，经过汇编后，将会把引用操作转化为了指针操作。这真的是别名啊，有种 define 预处理的感觉，只不过是汇编级别的。分享一篇 C++中“引用”的底层实现 的文章，有兴趣仔细读读，我只是看了个大概。
而其他一些语言中，引用的本质其实是 struct 中包含指针，比如 Python。下面的 C 结构是 Python 中列表类型的底层结构。
typedef struct {
PyObject_VAR_HEAD
PyObject **ob_item;
Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;
变量真正存放数据的地方在 **ob_item 中。结构中的其他两个成员起辅助作用。
现在看来，引用的实现主要有两种。一是 C++ 的思路，引用其实一种便于使用指针的语法糖，和我们想象中的别名含义一致。二是类似 Python 中的实现，底层结构中包含指向实际内容的指针。
当然，或许还有其他的实现方式，但核心应该是不变的。
引用传递
谈到引用传递，就不得不提值传递，值传递的一般定义如下。
函数调用时，实参通过拷贝将自身内容传递给形参，形参实际上是实参值的一个拷贝，此时，针对函数中形参的任何操作，仅仅是针对实参的副本，不影响原始值的内容。
值传递中有一个特殊形式，如果传递参数的类型是指针，我们就会称之为址传递，C 语言中就有值传递和址传递两种说法。深究起来，C 中的址传递也属于值传递，因为对指针类型而言，变量的值是指针，即传递的值也是指针。而 C 语言之所以强调址传递，我认为主要 C 这门底层语言对指针较为重视。
什么是引用传递？
参考值传递的定义，实参地址在函数调用被传递给形参，针对形参的操作，影响到了实参，则可以认为是引用传递。
在我用过的语言中，支持引用传递的语言有 PHP 和 C++。
Go 的引用实现
Go 的引用类型有 slice、map 和 chan，实现机制采用的是前面提到的第二种方式，即结构体含指针成员。它们都可以使用内置函数 make 进行初始化。
原本我是想把这几种引用类型的底层结构都贴出来，但发现这会干扰本文主题的理解。我们只看 slice 的结构，如下：
// slice
type slice struct {
array unsafe.Pointer
len int
cap int
}
slice 的结构最简单，包含三个成员，分别是切片的底层数组地址、切片长度和容量大小。是否感觉与前面提到的 Python 列表的底层结构非常类似？
如果想了解 map 和 chan 的结构，可自行阅读 go 的源码，runtime/slice.go、runtime/map.go 和 runtime/chan.go。
如果不想研究源码，推荐阅读饶大的 Go 深度解密系列文章，包括 深度解密Go语言之Slice、深度解密Go语言之map、深度解密Go语言之channel，这几篇文章因为写的都非常细且非常长，可能读起来会比较考验你的耐心。
Go 是值传递
按官方说法，Go 中只有值传递。原文如下：
重点是下面这句话。
有点迷糊？最初我也迷糊，Go 不是有指针和引用类型吗。但读了一些文章，思考了许久，才彻底想明白。下面，我将尝试为官方的说法找个合理的解释。
为什么说 Go 中没有址传递
其实，这个问题前面已经解释的很清楚了，指针只是值的一种特殊形式，C 语言是门非常底层的语言，常会涉及一些地址操作，会强调指针的特殊地位。但于 Go 而言，指针已经弱化了很多，Go 团队可能也觉得没有必要再单独强调指针的地位。
为什么说 Go 中没有引用传递？
有人可能会说，Go 中明明有引用传递，按照引用传递的定义，可以非常容易就拿出一个例子反驳我。
package main
import "fmt"
func update(s []int) {
s[1] = 10
}
func main() {
a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
fmt.Println(a)
update(a)
fmt.Println(a)
}
输出结果如下：
[0 1 2 3 4]
[0 10 2 3 4]
针对形参 s 的操作确实改变了实参 a 的值，似乎的确是引用传递。但我想说的是，针对形参的操作并非指的是针对形参中某个元素的操作。
看个 C++ 中引用的例子。
void update(int& s) {
s = 10;
printf("s address: %p\n", &s);
}
int main() {
int a = 1;
std::cout << a << std::endl;
printf("a address: %p\n", &a);
update(a);
std::cout << a << std::endl;
}
执行结果如下：
1
a address: 0x7fff5b98f21c
s address: 0x7fff5b98f21c
10
针对 s 的操作确实改变了 a 的值。在 Go 中尝试同样的代码，如下：
func update(s []int) {
s[1] = 10
fmt.Printf("%p\n", &s)
}
func main() {
a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
fmt.Println(a)
fmt.Printf("%p\n", &a)
update(a)
fmt.Println(a)
}
输出如下：
[0 1 2 3 4]
0xc00000c060
0xc000098000
[0 10 2 3 4]
非常遗憾，针对形参的赋值操作并没有改变实参的值。基于此，得出结论是 slice 的传递并非引用传递。我比较喜欢的这种解释方式，适合我个人的记忆理解，不知道是否有不妥的地方。
除此之外，介绍另外一种识别是否是引用传递的方式。
通过比较形参和实参地址确认，如果两者地址相同，则是引用传递，不同则非引用传递。但因为 C++ 和 Go 引用的实现机制不同，理解起来会比较困难。我们也可以选择只记结论。
这种方式的验证非常简单，我们在上面的 C++ 和 Go 的例子中已经输出了形参和实参的地址，比较下即可得出结论。
总结
本文主要从引用的类型和传递两个角度出发，深入浅出的分析了 Go 中的引用。
首先，引用类型和引用传递并没有绝对的关系，不知道有多少人认为引用类型必然是引用传递。接着，我们讨论了不同语言引用的实现机制，涉及到 C++、Python 和 Go。
文章的最后，解释了一个常见的疑惑，为什么说 Go 只有值传递。在此基础上，文中提出了两种方式，帮助识别一门语言是否支持引用传递。
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