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。

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一、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。

二、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
}

三、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]
}

四、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。

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
}

五、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。

1.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 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。

2.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：

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。

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