不可变字符串和指针地址

Question

在Go语言中，规范中写到：

字符串是不可变的：一旦创建，就无法更改字符串的内容。

我有以下代码：

str := "hello"
fmt.Printf("%p\n",&str) // 0x1040c128
fmt.Printf("%v\n",str) // hello
ptr := &str
*ptr = "world"
fmt.Printf("%p\n",&str) // 0x1040c128
fmt.Printf("%v\n",str) // world  

我本以为在执行 *ptr = "world" 后 &str 地址会发生变化，就像在Java中重新分配字符串引用一样。

这里的“不可变性”是指什么？

- Rudziankoŭ

Answer 1

string 值 是不可变的。

str 不是一个 string 值。它是一个 变量（类型为 string）。而变量的值可以被改变，这是任何编程语言都应该具备的特性。

"hello" 是一个 string 值，而这个值是不可变的。 "world" 是另一个 string 值，当你将 "world" 赋值给 str 时，你只是将另一个不同的值赋给了 str 变量。无论你是直接对 str 进行赋值还是通过指针进行赋值，你都只是在改变由 str 指定的变量的值。

不可变意味着你不能取出 string 值 "world" 并更改它的第二个字符，例如。如果你有一个函数，它接收一个 string 参数，那么无论它接收到什么（比如 "hello"），你都可以确定它始终保持不变。无论何时/如何打印此 string 值，它都将始终是 "hello"。

string 值在底层是一个结构值，由 reflect.StringHeader 类型表示：

type StringHeader struct {
    Data uintptr
    Len  int
}

它基本上存储了一个数据指针（指向保存文本的UTF-8编码的字节数组），以及字符串值的字节长度。数据数组及其长度不会暴露给您，因此您无法修改它们。这是确保字符串值是不可变的一部分。另一个元素是，虽然字符串值可以被索引（索引其字节），但不能为索引表达式分配新值。例如，使用值"abc"[0]是有效的，但像"abc"[0] = 'x'这样为其赋新值是无效的。同样，您也不能获取索引表达式的地址来索引字符串值（否则您可以修改指向的值，从而间接地修改字符串值）。

这就是language spec所保证的。请注意，仍有某些方法可以改变字符串值，例如使用unsafe包，但这超出了规范的保证范围：

Unsafe 包含越过 Go 程序类型安全检查的操作。

导入 unsafe 的包可能是非便携的，并且不受 Go 1 兼容性指南的保护。

当你导入unsafe包时，你将失去语言规范提供的任何保证和安全性，并且从那时起你不能抱怨任何事情。但是，如果不使用这些“特殊”手段，则不可能发生string值被更改的情况。

阅读博客文章Go中的字符串、字节、符文和字符，了解在Go中如何实现和工作string。

参见相关问题： Go中的字符串和[]byte有什么区别？ 在go中使用不安全的[]byte转换为string的可能后果是什么？

- icza

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为了扩展，"string"变量基本上是一个修改过的切片头部。字符串头本身位于内存中的某个位置（在你的例子中为0x1040c128），该位置保存两个值，即指向底层数组的指针和字符串的大小（与切片不同，字符串没有"容量"值，因为它们是不可变的，其容量始终等于其长度）。当你给一个字符串变量赋值时，实际上是改变了存储在该头部中的指针的值。头部本身的地址不会改变。 - Kaedys

我还要补充，对于任何 Go 语言初学者，这篇文章和这篇文章（按照这个顺序）都是必读的。;-) - kostix