[Golang]两个对象的指针相同,一定是同一个对象吗?

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开门见山

今天发现一个十分有趣的case,如下:

package main

import "fmt"

func main() {
	n1 := make ([] int, 0,5)
	n2 := n1[:2]
	fmt.Println(n1)
	fmt.Println(n2)
	// 思考 n1和n2打印出的指针地址是否相同?
	fmt.Printf("address of n1:%p\n",n1)
	fmt.Printf("address of n2:%p\n",n2)
}

n1不是指针类型,是make的一个[]int slice的引用类型,可能多数人会有这样的思考: 两个对象的指针地址相同,那么这两个对象存储的内容是相同的,即使slice的底层数组结构SliceHeader的Data字段域(数组),在未超出n1的容量5之前,和n2用的是一个Data字段域,但是因为sliceHeader里第二个字段域是Len,第三个是Cap,n1和n2的SliceHeader肯定不是同一个,那么用%p打印出的指针地址肯定是不同的指针地址,我开始也是这样的想法,然后结果让我大吃一惊, 如下:

[]
[0 0]
address of n1:0xc00007e030
address of n2:0xc00007e030

什么? 打印出的指针地址相同。我瞬间就不淡定了 这似乎颠覆了我的一个固定观念–两个对象的指针地址相同,那么这两个对象存储的内容是相同的

猜想

带着自己的疑惑 我首先想到的是利用反射,把slice转成SliceHeader来一探究竟 看看Data,Len,Cap三个字段域是否相同:

package main

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

func main() {
	n1 := make ([] int, 0,5)
	n2 := n1[:2]
	fmt.Println(n1)
	fmt.Println(n2)
	// 思考 n1和n2打印出的指针地址是否相同?
	fmt.Printf("address of n1:%p\n",n1)
	fmt.Printf("address of n2:%p\n",n2)
	sh:=(*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&n1))
	fmt.Printf("n1 Data:%p,Len:%d,Cap:%d\n",sh.Data,sh.Len,sh.Cap)
	sh1:=(*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&n2))
	fmt.Printf("n2 Data:%p,Len:%d,Cap:%d\n",sh1.Data,sh1.Len,sh1.Cap)
}

输出:

[]
[0 0]
address of n1:0xc00007e030
address of n2:0xc00007e030
n1 Data:%!p(uintptr=824634236976),Len:0,Cap:5
n2 Data:%!p(uintptr=824634236976),Len:2,Cap:5

验证

开始看到上面的结果,仍然是十分疑惑,因为 n1和n2的指针是相同的,且uintptr的Data域的指针也是相同的,但是还是违背了上面提到的规则 两个对象的指针地址相同,那么这两个对象存储的内容是相同的。 好吧,到了这里,只能一个点一个点的理了。首先想到的是%p打印的是否真的是对象的指针地址呢?是不是针对slice的时候不是打印的sliceHeader的存储地址? 于是翻了翻golang的官方文档. https://golang.org/pkg/fmt/
>> Slice: >> %p address of 0th element in base 16 notation, with leading 0x

重点关注上面提到的slice的%p的解释,打印的是第0个元素的指针地址,这里给自己的感觉是一种恍然大悟又觉得突然懵逼的感觉。恍然大悟是因为这里%p打印的是第0个元素,也就是Data域中的第一个元素的地址,那么相同也是理所当然的。突然懵逼是因为那如此来看,应该和我打印的uintptr的Data指针相同啊?

最后的问题

后面拍了拍脑袋,突然想到%p打印的是with leading 0x,也就是是16进制的,而SliceHeader的Data域是一个uintptr的指针

type SliceHeader struct {
	Data uintptr
	Len  int
	Cap  int
}

那么也就是说, 一个打印的是16禁止,一个打印的是10禁止。转换一下进制呢:

package main

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

func main() {
	n1 := make ([] int, 0,5)
	n2 := n1[:2]
	fmt.Println(n1)
	fmt.Println(n2)
	// 思考 n1和n2打印出的指针地址是否相同?
	fmt.Printf("address of n1:%p\n",n1)
	fmt.Printf("address of n2:%p\n",n2)
	sh:=(*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&n1))
	fmt.Printf("n1 Data:Ox%x,Len:%d,Cap:%d\n",sh.Data,sh.Len,sh.Cap)
	sh1:=(*reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&n2))
	fmt.Printf("n2 Data:Ox%x,Len:%d,Cap:%d\n",sh1.Data,sh1.Len,sh1.Cap)
}

输出:

[]
[0 0]
address of n1:0xc00007e030
address of n2:0xc00007e030
n1 Data:Oxc00007e030,Len:0,Cap:5
n2 Data:Oxc00007e030,Len:2,Cap:5

确实是相同的,slice的%p打印的是Data域的指针地址,指向的是Data域的数组的第一个元素也即起始地址.上面的问题都迎刃而解了,slice打印的%p指针地址相同,是因为底层的Data域公用的同一个数组。而如果使用append超过cap进行扩容了的话,那么就会使用不同的Data域数组,打印出来的%p自然也就不同了

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