深入理解 Go 中的 new() 和 make() 函数

在 Go 语言中，`new()` 和 `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()` 和 `make()` 的区别、使用场景以及底层实现原理。 # 引言 - Go 中的 `new()` 和 `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。 ```go 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。 ```go 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()` 和 `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。 ```go 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()` 和 `make()` 的底层实现原理 在 Go 语言中，`new()` 和 `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： ```go 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 `Pointer` 和 `uintptr` 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 `uintptr` 将 `unsafe.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.makeslice`、`runtime.makemap` 和 `runtime.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： ```go 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 `Value`、`Elem` 和 `UnsafeAddr` 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 `reflect` 和 `unsafe` 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()` 和 `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。 > 关注公众号【爱发白日梦的后端】分享技术干货、读书笔记、开源项目、实战经验、高效开发工具等，您的关注将是我的更新动力！