我對變量產生了這些想法

最近在學習Golang的過程當中，發現一個有意思的事情，有的文章說函數調用傳參時 slice 是引用傳遞，有的說是值傳遞。爲何同一個東西你們會不一樣認識？爲了搞清楚其本質，我進行了如下內容的研究：

1. 變量的變量名、變量值、變量地址在內存中是怎麼樣的？
2. 指針的定義是什麼？引用的定義是什麼？兩者有什麼關係？
3. 函數傳參中值傳遞、指針傳遞與引用傳遞到底有什麼不同？
4. Go中 slice 在傳入函數時究竟是不是引用傳遞？若是不是，在函數內爲何能修改其值？

爲了不文章寫的過長，看了想瞌睡，分紅兩篇文章來解釋這個問題，本文先解決問題1跟2，下一篇說明餘下的問題。

變量名程序員給地址取的外號

上學的時候，老師講變量是存在內存中的，內存就像一排排抽屜組成的，每一個抽屜上面有個編號，咱們定義一個變量，就是把想放的東西放到這個對應編號的抽屜裏。好比： int a = 10，用圖來表示下：

這裏：變量的名字叫 a ，變量的值是：10，變量的地址是：0x 00000001。 那麼問題來了，變量的值咱們知道是放在了抽屜裏（內存中），每一個抽屜有編號（地址），可是變量的名字 a 存放在哪裏呢？或者說它會存在於內存中嗎？

你們想一個問題，若是變量的名字要存放在內存中，那麼確定分配一個空間給他，保存它的空間有個地址，這個地址是否是又得有個地方存起來程序才能找到？若是真是這樣設計，那麼代碼根本沒發寫、沒法運行了。

其實變量名僅僅是寫給程序員看的，讓咱們寫代碼的時候知道這個變量有什麼用，可以經過名字調用變量的值。由於若是直接給你一個地址 0x 23004123，你知道這是要幹嗎嗎？代碼通過編譯後，最終都會轉換成機器碼，咱們定義的變量名就都不存在了，存在的只有地址跟值。

指針其實很普通

有了上面的理解，再來一個特殊的變量：指針變量。什麼叫指針變量呢？其實就是這個變量裏邊存放的是一個變量的地址，經過這個地址，機器能夠找到對應變量的值，例如：int * pa = &a，就表示變量 pa 抽屜裏放的是 a 的地址，它的類型是：int*，繼續看圖：

這裏須要重要說明的是：指針pa與a的關係是：a抽屜裏邊放的是變量值10，pa放的是變量的地址：0x00000001，這裏必定要記住，下面說引用的時候才更容易理解。

引用就是變量的另外一名字

繼續談引用，引用與指針咱們常常傻傻分不清，由於它們的行爲確實很是詭異，看起來效果很是類似，看代碼：

因爲引用的概念是在 c++ 中引入的，所以下面的代碼使用c++，僅僅是一些打印而已，放心看下去

int main() {
    int a = 10;// 變量
    int * pa = &a; // 指針
    int & b = a; // 引用

    printf("a: %d\n", a);// a: 10
    printf("*pa: %d\n", *pa);// *pa: 10
    printf("b: %d\n", b);// b: 10

    *pa = 20;
    printf("a: %d\n", a);// a: 20
    printf("*pa: %d\n", *pa);// *pa: 20
    printf("b: %d\n", b);// b: 20

    b = 30;
	  printf("a: %d\n", a);// a: 30
    printf("*pa: %d\n", *pa);// *pa: 30
    printf("b: %d\n", b);// b: 30

	  a = 40;
	  printf("a: %d\n", a);// a: 40
    printf("*pa: %d\n", *pa);// *pa: 40
    printf("b: %d\n", b);// b: 40
    return 0;
}
複製代碼

經過上面的代碼咱們發現，指針與引用都能達到一個效果：都有能力修改a的值，指針前面講過了，由於它保存了a的地址，經過解引用操做後，實際上就是打開了a的抽屜，所以能夠進行修改。那麼引用又是怎麼辦到的？這裏注意一個細節：*pa = 20； c = 30；a = 40。咱們看到操做c的時候與操做a是同樣的方式：直接使用變量名，可是pa要想改變a的值，必須進行 *pa 操做（解引用），若是直接 pa=20，這僅僅是改變的pa的值，讓他指向了另一個地址。

爲何引用與變量是同樣的操做方式？先來看一下引用的定義：

引用就是某一變量的一個別名，對引用的操做與對變量直接操做徹底同樣。

那麼別名是什麼意思呢？繼續看圖，一看就懂

看到了吧？a就是b，b就是a。系統並不會爲引用額外分配空間進行存儲，甚至能夠簡單理解爲：這個別名僅僅是爲了給程序員看的，到機器碼層面的時候，他們都會變成地址：0x 00000001。

有碼爲證

經過上面的分析不知道你理解了幾分？或者你是否是對指針與引用仍是半信半疑？不要緊，寫點代碼證實一下便可，咱們要證實的是：

• 引用是變量的別名，那麼它的地址應該與變量一致；
• 指針保存的是變量的地址，那麼它的值是變量的地址，它自身的地址與變量不一樣。

爲了證實，程序設計以下：定義一個變量，分別賦值給指針、引用，而後檢查他們對應的值與地址。

int main() {
    int a = 10;
    printf("%d\n", a);
    printf("%p\n", &a);

    printf("~~~~~~~~~~~~~~\n");
    int * b = &a;
    printf("%p\n", b);
    printf("%p\n", &b);

    printf("~~~~~~~~~~~~~~\n");
    int & c = a;
    printf("%d\n", c);
    printf("%p\n", &c);
    return 0;
}
複製代碼

得到輸出：

10 // 變量a的值
0x7ffee3c7a768 // 變量a的地址
~~~~~~~~~~~~~~
0x7ffee3c7a768 // 指針的值，是變量a的地址
0x7ffee3c7a760 // 指針變量本身的地址
~~~~~~~~~~~~~~
10 // 變量a的值
0x7ffee3c7a768 // 引用變量c的地址，與變量a的地址徹底同樣
複製代碼

在上面若是指針想要打印變量a的值，須要解引用操做：printf(「%d\n」, *b);

小結

• 變量由三分部分構成：變量名、變量值、變量地址；
• 變量名實際上只是給程序員看的，編譯後的代碼中並不存在變量名；
• 指針變量就是一個變量存儲了另一個變量的地址，系統也會爲他分配內存空間來存儲這個地址；
• 引用實際是變量的別名，他跟變量有相同的地址。

下次預告：

1. 函數傳參中值傳遞、指針傳遞與引用傳遞到底有什麼不同？
2. 爲何說 slice 是引用類型？
3. Go中 slice 在傳入函數時究竟是不是引用傳遞？若是不是，在函數內爲何能修改其值？