在 Go 語言中，new() 和 make() 是兩個常用的函數，用于創建和初始化不同類型的變量。本文將深入探討 new() 和 make() 的區別、使用場景以及底層實現原理。

一、引言

• Go 中的 new() 和 make() 函數是用于創建和初始化變量的重要工具。
• new() 用于創建指定類型的零值變量，并返回該變量的指針。
• make() 用于創建并初始化引用類型的變量，如切片、映射和通道。

二、new() 函數

• new() 函數的基本語法及用法。
• new() 創建的變量是指定類型的零值，并返回該變量的指針。
• new() 適用于創建引用類型以外的其他類型變量。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 new() 創建一個 int 類型的零值變量的指針
    numPtr := new(int)

    fmt.Println(*numPtr) // 輸出 0
}

三、make() 函數

• make() 函數的基本語法及用法。
• make() 用于創建并初始化引用類型的變量。
• make() 適用于創建切片、映射和通道等引用類型的變量。
• make() 創建的變量不是零值，而是根據類型進行初始化。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 make() 創建一個切片，并初始化長度為 3 的切片
    slice := make([]int, 3)

    fmt.Println(slice) // 輸出 [0 0 0]
}

四、new() 和 make() 的區別

• new() 用于創建任意類型的變量，而 make() 僅用于創建引用類型的變量。
• new() 返回的是指針，而 make() 返回的是初始化后的值。
• new() 創建的變量是零值，make() 創建的變量是根據類型進行初始化。

package main

import "fmt"

func main() {
    // 使用 new() 創建一個結構體的指針
    personPtr := new(Person)
    personPtr.Name = "Alice"
    personPtr.Age = 30

    fmt.Println(personPtr) // 輸出 &{Alice 30}

    // 使用 make() 創建一個映射，并初始化鍵值對
    m := make(map[string]int)
    m["one"] = 1
    m["two"] = 2

    fmt.Println(m) // 輸出 map[one:1 two:2]
}

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

五、new() 和 make() 的底層實現原理

在 Go 語言中，new() 和 make() 的底層實現原理略有不同。

1.new() 的底層實現原理

• new() 函數在底層使用了 Go 的 runtime.newobject 函數。
• runtime.newobject 函數會分配一塊內存，大小為指定類型的大小，并將該內存清零。
• 然后，runtime.newobject 函數會返回這塊內存的指針。

下面是 new() 函數的簡化版本的底層實現原理示例代碼：

package main

import (
 "fmt"
 "unsafe"
)

func main() {
 // 使用 new() 創建一個 int 類型的零值變量的指針
 numPtr := new(int)

 // 獲得指針的值
 ptrValue := uintptr(unsafe.Pointer(numPtr))

 // 輸出指針的值
 fmt.Println(ptrValue)
}

在上述示例代碼中，我們使用了 unsafe 包中的 Pointer 和 uintptr 類型來操作指針。我們首先使用 new(int) 創建一個 int 類型的零值變量的指針 numPtr，然后通過 unsafe.Pointer 將指針轉換為 unsafe.Pointer 類型，再通過 uintptr 將 unsafe.Pointer 值轉換為 uintptr 類型，最后輸出指針的值。這個值就是我們所創建的變量的內存地址。

2.make() 的底層實現原理

• make() 函數在底層使用了 Go 的 runtime.makeslice、runtime.makemap 和 runtime.makechan 函數。
• runtime.makeslice 函數用于創建切片，它會分配一塊連續的內存空間，并返回切片結構體。
• runtime.makemap 函數用于創建映射，它會分配一塊哈希表內存，并返回映射結構體。
• runtime.makechan 函數用于創建通道，它會分配一塊通道內存，并返回通道結構體。

下面是 make() 函數的簡化版本的底層實現原理示例代碼：

package main

import (
 "fmt"
 "reflect"
 "unsafe"
)

func main() {
 // 使用 make() 創建一個切片，并初始化長度為 3 的切片
 slice := make([]int, 3)

 // 獲得切片的值和長度
 sliceValue := reflect.ValueOf(slice)
 sliceData := sliceValue.Elem().UnsafeAddr()
 sliceLen := sliceValue.Len()

 // 輸出切片的值和長度
 fmt.Println(sliceData, sliceLen)
}

在上述示例代碼中，我們使用了 reflect 包中的 Value、Elem 和 UnsafeAddr 方法來操作切片。我們首先使用 make([]int, 3) 創建一個長度為 3 的切片 slice，然后通過 reflect.ValueOf 將切片轉換為 reflect.Value 類型，再通過 Elem 方法獲取切片的元素，并通過 UnsafeAddr 方法獲取切片的底層數組的指針，最后通過 Len 方法獲取切片的長度。這樣，我們就可以獲得切片的底層數組的指針和長度。

請注意，上述示例代碼中使用了 reflect 和 unsafe 包，這是為了演示 make() 的底層實現原理而引入的，實際開發中并不需要經常使用這些包。

總結

通過深入了解 new() 和 make() 函數的區別、使用場景以及底層實現原理，讀者可以更好地理解和運用這兩個函數，并完美解決掉面試官的問題，并在實際開發中做出準確的選擇。