面试题：Go函数优化程序性能之函数参数传递

Question

在Go语言中，函数参数传递有值传递和引用传递两种概念（虽然Go没有严格意义的引用传递）。请举例说明如何通过合理的参数传递方式来优化程序性能，特别是在处理大型数据结构时，并解释其原理。

Answer 1

1. 值传递示例与性能问题：
   • 假设我们有一个大型结构体 BigData：

   type BigData struct {
       data [1000000]int
   }
   func processValue(data BigData) {
       // 对data进行一些操作
       for i := range data.data {
           data.data[i] = data.data[i] * 2
       }
   }
   

   • 当我们调用 processValue 函数时，会将整个 BigData 结构体的值复制一份传递给函数。如果 BigData 结构体非常大，这种值传递会消耗大量的内存和时间，因为要复制整个结构体内容。
2. 使用指针传递优化性能：
   • 可以通过传递指针来优化，示例如下：

   type BigData struct {
       data [1000000]int
   }
   func processPointer(data *BigData) {
       // 对data进行一些操作
       for i := range data.data {
           data.data[i] = data.data[i] * 2
       }
   }
   

   • 在调用 processPointer 函数时，传递的是 BigData 结构体的指针。指针的大小是固定的（在64位系统上通常是8字节），相比复制整个大型结构体，传递指针的开销要小得多。这样在处理大型数据结构时，大大减少了内存复制的开销，从而提高了程序性能。
3. 原理解释：
   • 值传递：在值传递中，函数接收的是参数值的副本。对于大型数据结构，复制这个副本会占用大量内存，并且复制操作本身也需要时间，这在性能上是不利的。
   • 指针传递：指针传递时，函数接收的是指向数据的内存地址。无论数据结构有多大，指针本身的大小是固定的。函数通过指针直接访问原始数据，而不需要复制整个数据结构，避免了大量的内存复制操作，从而提高了程序在处理大型数据结构时的性能。