了解 Go 的不可寻址值和切片

Dave Cheney 最近在 Twitter 上发布了一个 Go 的小测验，和往常一样，我从中学到了一些有趣的东西。让我们从他的推文开始：

#golang 小测验：该程序打印什么？

package main
import (
    "crypto/sha1"
    "fmt"
)

func main() {
    input := []byte("Hello, playground")
    hash := sha1.Sum(input)[:5]
    fmt.Println(hash)
}

令我惊讶的是，答案是：

./test.go:10:28: invalid operation sha1.Sum(input)[:5] (slice of unaddressable value)

我们收到此错误有三个原因。首先，sha1.Sum() 的返回值不寻常。大多数方法返回切片，而此代码对切片不会报错。但是 sha1.Sum() 返回的值很奇怪，它是一个固定大小的数组（具体来说是 [20]byte ），由于 Go 是返回数值的，这意味着它确实向 main() 返回了 20 字节的数组，而不是指向它的指针。

这就涉及到了不可寻址值的概念，与可寻址值相反。详细的介绍在 Go 编程语言规范的 地址运算符 中。简单来说，大多数匿名值都不可寻址（ 复合字面值 是一个大大的例外）。在上面的代码中，sha1.Sum() 的返回值是匿名的，因为我们立即对其进行了切片操作。如果我们将它存在变量中，并因此使其变为非匿名，则该代码不会报错：

tmp := sha1.Sum(input)
hash := tmp[:5]

最后一个问题是为什么切片操作是错误的。这是因为对数组进行切片操作要求该数组是可寻址的（在 Go 编程语言规范的 Slice 表达式 的末尾介绍）。sha1.Sum() 返回的匿名数组是不可寻址的，因此对其进行切片会被编译器拒绝。

（将返回值存储到我们的 tmp 变量中使其变成了可寻址。 sha1.Sum() 的返回值在复制到 tmp 后就消失了。）

虽然我不能完全理解为什么 Go 的设计师限制了哪些值是可寻址的，但是我可以想到几条原因。例如，如果在这里允许切片操作，那么 Go 会默默地实现堆存储以容纳 sha1.Sum() 的返回值（然后将该值复制到另一个值），该返回值将一直存在直到那个切片被回收。

（如 x86-64 上的 Go 低级调用惯例 中所述，由于 Go 返回了栈中的所有值，因此需要将数据进行拷贝。对于 sha1.Sum() 的 20 字节的返回值来说，这并不是什么大事。我很确定人们经常使用更大的结构体作为返回值。）

PS： Go 语言规范中的许多内容要求或仅对可寻址的值适用。例如，大多数 赋值 操作需要可寻址性。

补充：方法调用和可寻址性

假设有一个类型 T，并且在 *T 上定义了一些方法，例如 *T.Op()。就像 Go 允许在不取消引用指针的情况下进行字段引用一样，你可以在非指针值上调用指针方法：

var x T
x.Op()

这是 (&x).Op() 的简便写法（在 Go 编程语言规范文中靠后的 调用 部分进行了介绍）。但是，由于此简便写法需要获取地址，因此需要可寻址性。因此，以下操作会报错：

// afunc() 返回一个 T
afunc().Op()

// 但是这个可以运行:
var x T = afunc()
x.Op()

之前我已经看到人们在讨论 Go 在方法调用上的怪癖，但是当时我还不完全了解发生了什么，以及由于什么原因使方法调用无法正常工作。

（请注意，这种简写转换与 *T 具有所有 T 方法是根本不同的，这在我 之前的一篇文章 中提到过）