string 不允许修改

这是重新学习 Go string 类型时做的笔记，同时解决了我长期对于 string 类型不可修改的困惑。

string struct

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// str 是一个 stringStruct 类型的变量，64 位机器上占 16 Byte
str := "string"

type stringStruct struct {
	str unsafe.Pointer // 指向底层的内存空间的起始位置
	len int  // 表示内存空间的大小
}

不允许修改有两层意思

1. 编译时：
   不允许 str[1] = 'o'，编译器编译不通过。即 string 类型的变量在编译层面不允许被修改。

2. 运行时：
   编译时会将字符串字面量分配于 SRODATA 内存段。在运行时，该内存段只能读取不能修改。即存储字面量 string 的内存不允许修改（当然如果 string 指向的底层是堆、栈等可读可写内存，是可以通过unsafe指针方式强制修改的）。

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   # func main() { # s := "123456" # "1234567" 是字符串字面量，在编译时就分配好了空间，且只能读不能修改 # s = s + "7" # "7" 是字符串字面量，在编译时就分配好了空间，且只能读不能修改 # print(s) #} # 编译结果如下 # 字符串字面量在编译时就分配好内存，且位于 RODATA 只读内存段 go.string."123456" SRODATA dupok size=6 0x0000 31 32 33 34 35 36 123456 go.string."7" SRODATA dupok size=1 0x0000 37 7

不允许修改的原因

1. go 实现中，string struct 不包含字符串实际内存空间，只有一个指向内存的指针。这样做的好处是 string 变得非常轻量，可以很方便地进行传递而不用担心内存拷贝。

2. 保证对底层字符串的并发安全。

举例不是字面量时如何修改 string 底层内存空间

注意：只有字符串字面量会在编译时就分配在只读的内存段，而运行时构建的字符串会存储在堆区或者栈区。

由于 stringStruct 和 slice 的内存空间类似，所以我们可以通过 unsafe 包将对 stringStruct 内部元素的操作转换成对 slice 内部元素的操作，从而跨过了编译器不允许 string[index] = '0' 的操作。

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type slice struct {
    array unsafe.Pointer // 底层数组
    len int
    cap int
}
type stringStruct struct {
	str unsafe.Pointer // 底层数组
	len int 
}

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package main

import "unsafe"

func main() {
	str := "123456"
	
	// 直接报错，因为底层内存在编译时就分配好，在 SRODATA 只读段
	//change(s)

	// 此时的 str 的底层字符数组的内存空间是在运行时动态分配在堆区或栈区，而不是字符串常量，所以可以修改
	str = str + "7" 

	change(str)

	print(str) // 0234567
}

func change(str string) string {
	// 转换成切片操作，赋值的是同一片内存空间，但避免编译器在编译时报错。
	slices := *(*([]byte))(unsafe.Pointer(&str))
	slices[0] = '0'
	return *((*string)(unsafe.Pointer(&slices)))
}

End