はじめに

Go言語での値渡しと参照渡しについて、基本的なデータ型、ポインタ、構造体、スライスの振る舞いを用いたサンプルコードを解説していきます。
値渡しと参照渡しの概念を確認していきます。

基本データ型の場合

値渡し

package main

import "fmt"

func updateValue(x int) {
    x = x + 1
}

func main() {
    a := 10
    fmt.Println("Before updateValue:", a) // 10
    updateValue(a)
    fmt.Println("After updateValue:", a) // 10 (aは変わらない)
}

このコードでは、整数型の変数aの値をupdateValue関数に渡しています。渡された引数xは値渡しのため、関数内でxの値を変更しても、元の変数aの値に影響を与えません。updateValue関数内でxに1を加算しても、元の変数aの値は10のままです。

参照渡し

package main

import "fmt"

func updateValue(x *int) {
    *x = *x + 1
}

func main() {
    a := 10
    fmt.Println("Before updateValue:", a) // 10
    updateValue(&a)
    fmt.Println("After updateValue:", a) // 11 (aが更新される)
}

このコードでは、整数型の変数aのアドレスをupdateValue関数に渡しています。引数xの型を*intに変更して、ポインタ型を受け取れるようにしました。&aは変数aのアドレスを表し、関数内で引数xを介して元の変数aを参照・変更することができます。
updateValue関数内で*xに1を加算すると、*xは元の変数aを指しているため、変数aの値が更新されます。

構造体

値渡しのような振る舞い

package main

import "fmt"

type Student struct {
    Name string
    Age  int
}

func updateStudent(s Student) {
    s.Age = s.Age + 1
}

func main() {
    student := Student{Name: "Taro", Age: 16}
    fmt.Println("Before updateStudent:", student) // {Taro 16}
    updateStudent(student)
    fmt.Println("After updateStudent:", student) // {Taro 16} (student.Ageは変わらない)
}

このコードでは、構造体Studentが定義され、それを引数としてupdateStudent関数に渡しています。Student構造体は値渡しのような振る舞いをします。つまり、updateStudent関数内で引数sの値（s.Age）を変更しても、元のstudent構造体の値に影響を与えません。この例では、updateStudent関数内でstudent.Ageに1を加算しても、元のstudent.Ageの値は変わらないことがわかります。

参照渡し

package main

import "fmt"

type Student struct {
    Name string
    Age  int
}

func updateStudent(s *Student) {
    s.Age = s.Age + 1
}

func main() {
    student := Student{Name: "Taro", Age: 16}
    fmt.Println("Before updateStudent:", student) // {Taro 16}
    updateStudent(&student)
    fmt.Println("After updateStudent:", student) // {Taro 17} (student.Ageが更新される)
}

このコードでは、構造体Studentのポインタを引数としてupdateStudent関数に渡しています。引数sの型を*Studentに変更して、ポインタ型を受け取れるようにしました。&studentは変数studentのアドレスを表し、関数内で引数sを介して元のstudent構造体を参照・変更することができます。

updateStudent関数内で*sの値（s.Age）に1を加算すると、*sは元の構造体studentを指しているため、student.Ageの値が更新されます。この例では、Go言語の参照渡しを構造体のポインタを使って実現しており、関数内で引数の値を変更することができることを示しています。

スライス

振る舞い

package main

import "fmt"

func updateSlice(s []int) {
    s[0] = 100 // 要素を変更
    s = append(s, 200) // スライス自体を変更
}

func main() {
    nums := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println("Before updateSlice:", nums) // [1 2 3]
    updateSlice(nums)
    fmt.Println("After updateSlice:", nums) // [100 2 3] (要素は変更されるが、追加された要素は反映されない)
}

このコードでは、スライスnumsをupdateSlice関数に渡しています。スライスは、配列への参照を保持しており、スライスを関数に渡すときは参照渡しのような振る舞いをします。ただし、スライスの要素に対する変更と、スライス自体への変更は異なります。

updateSlice関数内で、引数sの要素（s[0]）を変更すると、元のスライスnumsの要素も変更されます。しかし、関数内でスライス自体を変更する操作（append関数で要素を追加する）を行うと、元のスライスnumsには反映されません。これは、スライスが別のメモリ領域（新しい配列）を参照するようになるためです。

この例では、スライスを関数に渡すと、要素の変更は元のスライスに影響を与えるが、スライス自体の変更（要素の追加や削除など）は元のスライスに影響を与えないことがわかります。

まとめ

この記事では、Go言語の値渡しと参照渡しについて、基本的なデータ型、ポインタ、構造体、スライスの振る舞いを用いたサンプルコードを解説しました。これらのサンプルコードを通して、以下の点について理解が深まることを目指しました。

基本的なデータ型は値渡しで、関数内で変更しても元の変数に影響がない。
ポインタを使って参照渡しを実現し、関数内で変更すると元の変数も変更される。
構造体やスライスは内部的には参照渡しですが、その振る舞いは値渡しに似ている。
構造体をポインタで渡すことで参照渡しを実現し、関数内で変更すると元の構造体も変更される。
スライスの要素を変更すると、元のスライスに影響がありますが、スライス自体を変更（要素の追加や削除）すると元のスライスには影響がありません。

これらの概念を理解することで、Go言語での関数呼び出しやデータの受け渡しについて効果的なコードを書くことができます。値渡しと参照渡しの使い分けにより、必要に応じてメモリの効率やデータの変更の影響範囲をコントロールすることが可能になります。