Go的值接收者和指针接收者

Go 中没有类（class），类似的特性是结构（struct）。正如类可以有方法那样，结构也可以有方法。结构的方法有两种形式：值接收者（value receiver）和指针接收者（pointer receiver）。本文将讲一下它们的区别，以及我的个人理解。

区别一：能否修改原实例

值接收者拿到的是实例的副本，在方法内部修改这个副本，不会影响原实例。指针接收者拿到的是实例的地址，因此可以修改原实例。

package main

import "fmt"

type Counter struct {
	n int
}

func (c Counter) AddByValue() {
	c.n++
}

func (c *Counter) AddByPointer() {
	c.n++
}

func main() {
	c := Counter{n: 0}

	c.AddByValue()
	fmt.Println(c.n) // 0

	c.AddByPointer()
	fmt.Println(c.n) // 1
}

区别二：调用规则

当运行 x.M() 时，Go 会先在 x 的方法集中寻找 M。在 Go 中，方法集的规则是：类型的方法集只包含值接收者，类型的指针的方法集同时包含值接收者和指针接收者。

另外，还有一个语法糖：如果 x 是可寻址（addressable）的，并且 M 在 &x 的方法集中，x.M() 会自动转换成 (&x).M()。

package main

type T struct{}

func (t T) ValueMethod() {}

func (t *T) PointerMethod() {}

func main() {
	T{}.ValueMethod()
	// T{}.PointerMethod() // compile error

	(&T{}).ValueMethod()
	(&T{}).PointerMethod()

	u := T{}
	u.ValueMethod()
	u.PointerMethod() // 等价于 (&u).PointerMethod()

	p := &T{}
	p.ValueMethod()
	p.PointerMethod()
}

不管是 u 还是 p，都可以调用值接收者和指针接收者。u 可寻址，所以可以通过语法糖调用 PointerMethod。p 是类型的指针，它的方法集本身就包含了两个方法。

当直接写 T{} 和 &T{} 时，情况就会略有不同。T{} 是临时值，不可寻址，所以无法使用语法糖调用 PointerMethod。&T{} 也是临时值，但它的方法集本身就包含了两个方法。

区别三：接口规则

Go 判断一个类型是否满足一个接口时，只看它的方法集，并没有调用时的可寻址的语法糖。

package main

type T struct{}

func (t T) ValueMethod() {}

func (t *T) PointerMethod() {}

type ValueInterface interface {
	ValueMethod()
}

type PointerInterface interface {
	PointerMethod()
}

func main() {
	var _ ValueInterface = T{}
	var _ ValueInterface = &T{}
	var _ PointerInterface = &T{}
	// var _ PointerInterface = T{} // compile error
}

个人理解

在 C++ 中，类方法可以被标注为常量（const），相当于保证“这个方法不会修改当前实例”。常量方法不仅不能直接修改普通成员，还不能返回成员的引用或指针（常量版本除外）——因为引用和指针可以允许外部调用者绕过常量方法间接修改实例。

Go 的指针接收者可以用类似的方式理解。指针接收者相当于申请“这个方法需要修改当前实例”。考虑到在 Go 中，值大概率是副本——不论是把结构作为入参传给方法，或赋值给另一个变量，都会产生副本。在副本上修改不会影响原实例，也无法满足指针接收者的申请。所以只有类型的指针的方法集才包含指针接收者方法。

参考资料

• https://go.dev/ref/spec#Calls
• https://go.dev/ref/spec#Method_sets
• https://go.dev/ref/spec#Address_operators