golang map类型变量保存的是实际值所在的地址还是什么

Question

初始化了一个map型的变量m，使用printf(%p)的格式分别对m和&m进行输出，分别得到两个地址。
&m显而易见是m变量的地址，令我困惑的是m也可以输出一个地址，但有人说m保存的并非指针，那为什么m却可以输出地址？map类型的变量访问的机制是什么样的？谢谢

Answer 1

要明白这个问题只能追追源码了。

可以看下 map 的初始化函数 make 的源码。make 可用于 map、slice、chan 三种类型，每个类型都有相应的 make 实现，比如，map 的 make 实现在源码文件 src/runtime/map.go 中。我贴下相应的代码片段，如下：

// makehmap_small implements Go map creation for make(map[k]v) and
// make(map[k]v, hint) when hint is known to be at most bucketCnt
// at compile time and the map needs to be allocated on the heap.
func makemap_small() *hmap {
    h := new(hmap)
    h.hash0 = fastrand()
    return h
}

注意下，makemap_small 的返回值，它是一个指针，而不是具体的结构体，当这里也就明白了 fmt.Printf 打印的为什么是指针而不是具体某个值了。至于为什么不像 slice 那样直接返回结构体呢，我想或许是因为 hmap 的成员字段比较多吧。

到这里，问题似乎差不多都明白了，但我还发现一个问题。什么问题呢？为什么 slice 用 fmt.Printf(%p) 也是打印的指针，明明 make slice 返回的是结构体啊。slice 的 make 源码目录在 src/runtime/slice.go 中，相应代码如下：

func makeslice(et *_type, len, cap int) slice {
    // NOTE: The len > maxElements check here is not strictly necessary,
    // but it produces a 'len out of range' error instead of a 'cap out of range' error
    // when someone does make([]T, bignumber). 'cap out of range' is true too,
    // but since the cap is only being supplied implicitly, saying len is clearer.
    // See issue 4085.
    maxElements := maxSliceCap(et.size)
    if len < 0 || uintptr(len) > maxElements {
        panicmakeslicelen()
    }

    if cap < len || uintptr(cap) > maxElements {
        panicmakeslicecap()
    }

    p := mallocgc(et.size*uintptr(cap), et, true)
    return slice{p, len, cap}
}

的确返回的是 slice 结构体，而不是指针。那为什么 fmt.Printf(%p) 返回的是指针呢？这个问题要看下 fmt.Printf 的源码了，文件位置在 src/fmt/print.go，%p 的处理代码如下：

func (p *pp) fmtPointer(value reflect.Value, verb rune) {
    var u uintptr
    switch value.Kind() {
    case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Map, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.UnsafePointer:
        u = value.Pointer()
    default:
        p.badVerb(verb)
        return
    }

    switch verb {
    case 'v':
        ...
    case 'p':
        p.fmt0x64(uint64(u), !p.fmt.sharp)
    case 'b', 'o', 'd', 'x', 'X':
        ...
    default:
        ...
    }
}

当为 p 格式时，执行指针格式化函数 fmtPointer，为什么 slice 的 Printf 打印的是指针，奥秘就是 value.Pointer 中，进去看下源码，如下：

func (v Value) Pointer() uintptr {
    // TODO: deprecate
    k := v.kind()
    switch k {
    case Chan, Map, Ptr, UnsafePointer:
        ...
    case Func:
        ...

    case Slice:
        return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
    }
    panic(&ValueError{"reflect.Value.Pointer", v.kind()})
}

从代码可以看出，当打印的类型是 Slice 时，通过 Pointer 获取到的值是 Slice 底层数组的地址。

到此，你就应该全部明白了，为什么 map 和 slice 打印的都是地址，而不是它们的结构体。