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Go语言new和make的使用区别和最佳实践

前言

在Go语言中，初始化数据结构的时候，可能会用到2个内置函数：new和make。

new和make都可以用来分配内存，那他们有什么区别呢？在写代码过程中，对于new和make的最佳实践又是什么呢？

new是什么

我们先看看new的官方定义：

func new(Type) *Type

The new built-in function allocates memory. The first argument is a type, not a value, and the value returned is a pointer to a newly allocated zero value of that type.

从官方定义里可以看到，new有以下几个特点：

  1. 分配内存。内存里存的值是对应类型的零值。
  2. 只有一个参数。参数是分配的内存空间所存储的变量类型，Go语言里的任何类型都可以是new的参数，比如int， 数组，结构体，甚至函数类型都可以。
  3. 返回的是指针。

以下代码是等价的，可以认为new(T)是 var t T; &t 的语法糖。

// 方式1
ptr := new(T)

// 方式2
var t T
ptr := &t

注意：Go里的new和C++的new是不一样的：

  • Go的new分配的内存可能在栈(stack)上，可能在堆(heap)上。C++ new分配的内存一定在堆上。
  • Go的new分配的内存里的值是对应类型的零值，不能显式初始化指定要分配的值。C++ new分配内存的时候可以显式指定要存储的值。
  • Go里没有构造函数，Go的new不会去调用构造函数。C++的new是会调用对应类型的构造函数。

make是什么

我们再看看make的官方定义：

func make(t Type, size ...IntegerType) Type

The make built-in function allocates and initializes an object of type slice, map, or chan (only). Like new, the first argument is a type, not a value. Unlike new, make's return type is the same as the type of its argument, not a pointer to it. The specification of the result depends on the type:

Slice: The size specifies the length. The capacity of the slice is equal to its length. A second integer argument may be provided to specify a different capacity; it must be no smaller than the length. For example, make([]int, 0, 10) allocates an underlying array of size 10 and returns a slice of length 0 and capacity 10 that is backed by this underlying array.

Map: An empty map is allocated with enough space to hold the specified number of elements. The size may be omitted, in which case a small starting size is allocated.

Channel: The channel's buffer is initialized with the specified buffer capacity. If zero, or the size is omitted, the channel is unbuffered.

从官方定义里可以看到，make有如下几个特点：

  1. 分配和初始化内存。

  2. 只能用于slice, map和chan这3个类型，不能用于其它类型。

    如果是用于slice类型，make函数的第2个参数表示slice的长度，这个参数必须给值。

  3. 返回的是原始类型，也就是slice, map和chan，不是返回指向slice, map和chan的指针。

几个问题

这里来回答几个使用new和make过程中的常见问题，从简单到复杂：

  • 为什么针对slice, map和chan类型专门定义一个make函数？

    答案：这是因为slice, map和chan的底层结构上要求在使用slice，map和chan的时候必须初始化，如果不初始化，那slice，map和chan的值就是零值，也就是nil。我们知道：

    • map如果是nil，是不能往map插入元素的，插入元素会引发panic

    • chan如果是nil，往chan发送数据或者从chan接收数据都会阻塞

    • slice会有点特殊，理论上slice如果是nil，也是没法用的。但是append函数处理了nil slice的情况，可以调用append函数对nil slice做扩容。但是我们使用slice，总是会希望可以自定义长度或者容量，这个时候就需要用到make。

  • 可以用new来创建slice, map和chan么？

    答案：可以。代码可以参考如下示例：

    // example1.go
package main

import "fmt"

func main() {
	a := *new([]int)
	fmt.Printf("%T, %v\n", a, a==nil)

	b := *new(map[string]int)
	fmt.Printf("%T, %v\n", b, b==nil)

	c := *new(chan int)
	fmt.Printf("%T, %v\n", c, c==nil)
}

    输出结果是：

    []int, true
map[string]int, true
chan int, true

    虽然new可以用来创建slice, map和chan，但实际上并没有卵用，因为new创建的slice, map和chan的值都是零值，也就是nil。这3种类型如果是nil，那遇到的问题我们在上面第一个问题已经解答过了，这里不再赘述。

  • 为什么slice是nil也可以直接append？

    答案：对于nil slice，append会对slice的底层数组做扩容，通过调用mallocgc向Go的内存管理器申请内存空间，再赋值给原来的nil slice。

  • slice用make创建的时候，如果指定的长度len>0，则make创建的slice下标索引从0到len-1的值都是对应slice里元素类型的零值。参考下例：

    package main

import "fmt"

func main() {
	s := make([]int, 2, 3)
	fmt.Println(s) // [0 0]
}

最佳实践

  1. 尽量不使用new
  2. 对于slice, map和chan的定义和初始化，优先使用make函数

References