Go big.Int 运算后原变量为什么被改了

如果你发现 math/big.Int 做完 Add、Mul 后，之前保存的“大整数”也跟着变了，通常不是 Go 算错，而是两个规则叠在了一起：运算结果写入接收者，指针赋值又可能让多个变量指向同一个 Int。需要保留旧值时，用 Set 建立独立副本。

记住一句话：z.Add(x, y) 的结果放进 z；b := a 只复制指针，new(big.Int).Set(a) 才是复制数值。

本文只围绕接收者复用、别名和 Set/Copy 展开，示例中的结构图都是静态说明图，不是运行截图。

先看 Add 的 z、x、y 参数含义

big.Int 的方法采用“结果接收者”设计。官方文档把 Add 写成 func (z *Int) Add(x, y *Int) *Int，含义不是“返回一个全新整数”，而是把 x+y 写入 z，最后返回这个接收者本身。

package main

import (
	"fmt"
	"math/big"
)

func main() {
	a := big.NewInt(10)
	b := big.NewInt(3)
	var sum big.Int

	// sum 是结果接收者，a 和 b 只是输入操作数。
	sum.Add(a, b)

	fmt.Println(a)   // 10：输入 a 没有被 sum 覆盖
	fmt.Println(sum) // 13：结果写入 sum
}

因此，下面两种写法的差别很关键：new(big.Int).Add(a, b) 会把结果放在新对象里；a.Add(a, b) 则明确要求把结果写回 a，这是受支持的接收者复用方式。

区分接收者复用和指针别名

真正容易误判的是普通赋值。big.Int 是结构体，但它的内部表示包含切片；官方文档明确不支持对 Int 做浅拷贝。把指针赋给另一个变量时，两个变量更直接地共享同一个对象：

package main

import (
	"fmt"
	"math/big"
)

func main() {
	a := big.NewInt(10)
	b := a

	// b 和 a 是同一个 *big.Int，Add 会把结果写回这个对象。
	b.Add(b, big.NewInt(5))

	fmt.Println(a) // 15：a 看到的是同一个对象的新值
	fmt.Println(b) // 15：b 也指向这个对象
}

这里不是 Add 修改了某个“隐藏副本”，而是 a、b 根本没有两个独立的 Int。如果你只是想让两个名字代表同一个可变数值，这种写法没问题；如果要保存快照，就不能这样做。

用 Set 保留一个独立副本

Set 的用途就是把一个 Int 的当前数值复制到另一个 Int。接收者仍然是目标对象，但目标与源对象拥有独立的数值存储。

package main

import (
	"fmt"
	"math/big"
)

func main() {
	a := big.NewInt(10)
	snapshot := new(big.Int).Set(a)

	// 只修改 a，snapshot 保留复制时的数值。
	a.Add(a, big.NewInt(5))

	fmt.Println(a)        // 15
	fmt.Println(snapshot) // 10
}

也可以先声明零值再调用 snapshot.Set(a)。不要用 *snapshot = *a 代替它；那是结构体层面的浅拷贝，可能共享内部表示，官方文档不把它当作安全复制方式。

循环累加时把结果变量单独拿出来

批量计算时，最稳妥的习惯是让输入值保持只读，把累加器作为唯一的结果接收者。这样既能复用内存，也不会让调用方持有的输入指针被意外改写。

package main

import (
	"fmt"
	"math/big"
)

func total(values []*big.Int) *big.Int {
	result := new(big.Int)
	for _, value := range values {
		// result 是专用接收者，value 只作为输入，不在循环中被覆盖。
		result.Add(result, value)
	}
	return result
}

func main() {
	values := []*big.Int{big.NewInt(2), big.NewInt(4), big.NewInt(8)}
	fmt.Println(total(values)) // 14
}

如果函数需要返回“计算前的值”和“计算后的值”，就先对原值调用 Set。如果函数的语义就是原地更新，则应该在命名和注释里明确这一点，让调用方知道传入的对象会变化。

使用 big.Int 时记住这几个边界

• 零值 var n big.Int 可以直接参与大多数运算，不必先调用构造函数。
• 二元运算的第一个接收者是结果位置；需要保留输入时，使用另一个 Int 或 Set 副本。
• 不要把 big.Int 当成普通可安全复制的值类型；尤其避免结构体浅拷贝。
• 多个 goroutine 不能无保护地同时读写同一个 *big.Int；共享对象要由调用方同步，或为每次计算准备独立对象。
• math/big 适合任意精度整数运算，但官方文档提醒 Int 不适合作为密码学运算实现。

最后可以用一个小表快速判断：

常见问题

为什么 Add 还要返回 *Int？

返回接收者可以链式调用，也允许把结果直接传给后续函数；但它仍然是同一个接收者，不代表自动创建了新值。

Set 是不是只复制指针？

不是。Set 的语义是把源值复制到目标 Int；与 b := a 这种指针别名不同。

什么时候应该故意原地修改？

在循环累加、临时计算或明确的可变状态对象中，原地修改可以减少分配。只要调用方不再需要修改前的值，并且对象不会被并发访问，就可以把它作为结果接收者。