正文

不變性的概念非常簡單，在您創建結構體后，就永遠無法修改它。這個概念聽起來非常簡單，但您的程序想利用它從中收益并不是那么容易。接下來我們在 Go 中，使用不變性概念，來讓您的代碼更具有可讀性和穩定性。

減少對全局或外部狀態的依賴

當我們使用相同的參數，執行相同的函數兩次，我們的預期，應該得到相同的結果。但是當我們的函數中依賴外部狀態或全局變量時，函數可能會輸出不同的結果。我們最好避免這種情況。

函數的參數總是給定的，那我們調用，總是可以返回相同的函數。如果您有一個共享全局變量用于函數內部的某些內容，請考慮將該變量作為參數傳遞，而不是直接函數內部使用它。

這可以讓您的函數返回值更加可預測，并且更加易于測試，整個代碼的可讀性也會得到提高，因為調用者會知道，哪些值會影響函數的行為，參數的作用不就是會影響返回值的嗎？

讓我們看一個例子。

package main
import (
   "fmt"
   "math/rand"
   "time"
)
var randNum int
func main() {
   s1 := rand.NewSource(time.Now().UnixNano())
   r1 := rand.New(s1)
   randNum = r1.Intn(100)
   fmt.Println(Add(1, 1))
}
func Add(a, b int) int {
   return a + b + randNum
}

Add 函數中使用了全局變量 randNum 作為計算的一部分，從函數簽名中并沒有體現這一點。更好的方法是，全局變量 randNum 應該作為參數傳遞，如下所示。

func Add(a, b, randNum int) int {
   return a + b + randNum
}

這樣更具有可預測性，而且我們如果需要修改入參，影響的作用域也僅在 Add 函數中。

僅導出結構體的函數，而不是成員變量

我們知道，Go 結構體中的成員變量，如果首字母為大寫，那么該成員變量對外可見（這是編譯器決定的）。回到我們的博客，僅導出結構體函數，而不是成員變量，目的是希望成員變量的數據被保護，保證成員變量的有效的狀態！因為這可以讓您的代碼更加可靠，您不必維護每個修改該成員變量的操作，因為這些操作都將無效。

舉一個例子

ackage main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) SetBullet(bullet int) {
	a.bullet = bullet
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47.SetBullet(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

我們定義了一個結構體 AK47，這把槍有一個成員變量 bullet 子彈數，它是非導出字段，我們還定義了一個構造函數 NewAK47 和一個 GetBullet 函數。

一旦創建了 AK47，就無法更改它的成員變量 bullet 了。此時您可能會有疑惑，如果我們需要修改成員變量呢？別急，您可以試試下面的方法。

在函數中使用復制值，而不是使用指針

在上一個副標題中，我們提到了一個概念，在創建結構體后永遠不要更改它。然而在實際中，我們經常需要修改結構體中的成員變量。

我們在使用不變性的同時，仍然可以維護實例化結構體的多個狀態，這并不意味著我們打破了結構體創建后不要更改它，我們更改的是它的副本，也就是復制后的結構體。復制后的結構體？難道我們需要去實現很多復制結構體每個字段的函數嗎？

當然不，我們可以利用 Go 的特性，在調用函數時，入參是復制值的行為。對于需要修改結構體中成員變量的操作，我們可以創建一個函數，該函數接收結構體為參數，并且返回一個修改后的結構體副本。

我們可以在不改變調用方結構體的情況下，修改該副本的任何內容，這意味著對于原結構體沒有任何副作用，并且該結構體的值仍然是可預測的。

不知道您有沒有用過 Go 標準庫的 Slice 切片，其中的 append 函數就使用了這個方法。讓我們接著用 AK47 來實現這個方法

代碼如下

package main
import (
	"fmt"
)
type AK47 struct {
	bullet int
}
func NewAK47(bullet int) AK47 {
	return AK47{bullet: bullet}
}
func (a AK47) GetBullet() int {
	return a.bullet
}
func (a AK47) AddBullet(ak47 AK47) AK47 {
	newAK47 := NewAK47(a.GetBullet() + ak47.GetBullet())
	return newAK47
}
func main() {
	ak47 := NewAK47(30)
	add := NewAK47(20)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
	ak47 = ak47.AddBullet(add)
	fmt.Println(ak47.GetBullet())
}

如您所見，我們通過 AddBullet 函數增加槍的子彈，但實際上并沒有更改傳入的結構體中的任何成員變量。最后，返回了一個帶有更新字段的新 AK47 結構體。

與復制值相比，指針更有優勢，尤其是當您的結構體成員變量、內容非常大時時，這種方法，通過復制的方式修改數據，可能會導致性能問題。您應該問自己，這么做是否值得，例如您正在編寫并發代碼？

總結

您在使用不變量時，請務必先權衡利弊。實現本篇博客中所描述的方法，需要大量的代碼。但是，如果我們在編寫并發代碼時，不考慮共享變量的不可變性，往往會出現與預期不符的情況，例如內存競態問題？其實我想說的就是線程安全問題 : - ）

實現不變性，也可能出現嚴重的性能問題！這是一把雙刃劍。請不要過早的優化代碼。