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  • go语言的指针类型

    一、指针与引用的相关概念

    什么是指针?

      指针,全称为指针变量,是用来存储内存地址的一种变量。程序中,一般通过指针来访问其指向的内存地址中的内容(数据)。

     

    什么是引用?

      引用,是C++中提出来的一种新的使用变量的方式,即,给实际变量起个别名,通过这个别名来引用实际的变量。标准C中不支持变量的引用。

     

    指针与引用的区别?

      1.指针是实实在在的变量,有自己的内存存储空间,它可以指向任何有效的变量。

      2.引用是一种形式、方法,定义的引用变量,实际上是原实际变量的另一个名称(别名),引用变量本身没有自己的实际存储空间,操作引用变量,就是在操作实际变量。

     

    go语言的指针与c语言指针,以及java,python等引用类型的语言的区别与联系:

      1.Java,Python,Javascript 等引用类型的语言

      2.Golang 的指针是单独的类型,而不是 C 语言中的 int 类型,而且也不能对指针做整数运算。

      3.从这一点看,Golang 的指针基本就是一种引用。

     

    对引用类型语言来说,参数传递时,什么时候传值,什么时候传引用?

      1.在大部分引用型语言里,参数为基本类型时,传进去的大都是值,也就是另外复制了一份参数到当前的函数调用栈。

      2.参数为高级类型时,传进去的基本都是引用。这个主要是因为虚拟机的内存管理导致的。

     

    传值和传引用的区别?

      1.内存管理中的内存区域一般包括 heap 和 stack, stack 主要用来存储当前调用栈用到的简单类型数据:string,boolean,int,float 等。

      2.这些类型的内存占用小,容易回收,基本上它们的值和指针占用的空间差不多,因此可以直接复制,GC也比较容易做针对性的优化。

      3.复杂的高级类型占用的内存往往相对较大,存储在 heap 中,GC 回收频率相对较低,代价也较大,因此传引用/指针可以避免进行成本较高的复制操作,并且节省内存,提高程序运行效率。

    而在 Golang 中,具体到高级类型 struct,slice,map,也各有不同。实际上,只有 struct 的使用有点复杂,slice,map,chan 都可以直接使用,不用考虑是值还是指针。

    二、go语言指针介绍

    go的原生数据类型分类:

      1.基本类型:string, bool, int, float等           使用值传递

      2.高级类型:sturuct, array/slice, map, chan, func。     使用引用传递

     

    go的指针定义:

        a.一个指针的值是另一个变量的地址。

      b.一个指针对应变量在内存中的存储位置。

      c.并不是每一个值都会有一个内存地址。

      d.灭一个变量必然有对应的内存地址。     

        e.用过指针我们可以直接读或者更新对应变量的值,而不需要知道该变量的名字。

     

    go语言中,什么时候使用指针?(指针使用的场景):

      1.需要改变参数的值

      2.避免复制操作

      3.节省内存

     

    go语言的值传递和“引用传递”

      1.go语言中的传递方式只有值传递

      2.所谓的“引用传递”是指将要传递的较大的值,复制他的内存地址然后将内存地址通过值传递传给对象。对象拿到内存地址的值就可以直接访问了。这个过程看起来很像“引用传递”

     

    指针(pointer)在go 语言中拆分为两个核心概念:

      1.类型指针,允许对这个指针类型的数据进行修改。传递数据使用指针,而无需拷贝数据。类型指针不能进行偏移量和运算。

      2.切片,由指向起始元素的原始指针、元素数量和容量组成。

     

    go语言指针的优势:

      1.Go 语言的指针类型变量拥有指针的高效访问

      2.不会发生指针偏移,从而避免非法修改关键性数据问题。

      3.垃圾回收也比较容易对不会发生偏移的指针进行检索和回收。

      4.切片比原始指针具备更强大的特性,更为安全。

      5.切片发生越界时,运行时会报出宕机,并打出堆栈,而原始指针只会崩溃。

     

    指针类型和指针地址:

      1.每个变量在运行时都拥有一个地址,这个地址代表变量在内存中的位置

      2.Go 语言中使用 & 作符放在变量前面对变量进行“取地址”操作。

    ptr := &v    // v的类型为T

      v 代表被取地址的变量

      变量prt 接收 被取地址的 v 

      ptr 的类型就为*T,称做 T 的指针类型。*代表指针。

    package main
    import (
        "fmt"
    )
    func main() {
        //声明整型 cat 变量。
        var cat int = 1
        //声明字符串 str 变量。
        var str string = "banana"
       //使用 fmt.Printf 的动词%p输出 cat 和 str 变量取地址后的指针值,指针值带有0x的十六进制前缀。
        fmt.Printf("%p %p", &cat, &str)
    }
    
    
    
    //运行结果
    //0xc042052088 0xc0420461b0
    指针的实际用法

    变量、指针、地址,三者的关系?

      1.每个变量都拥有地址

      2.指针的值就是地址

      

    如何使用指针获取指针指向的值?

      在对普通变量使用&操作符取地址获得这个变量的指针后,可以对指针使用*操作,也就是指针取值

    package main
    import (
        "fmt"
    )
    func main() {
        // 准备一个字符串类型
        var house = "Malibu Point 10880, 90265"
        // 对字符串取地址, 将指针保存到 ptr 中,ptr类型为*string
        ptr := &house
        // 打印ptr的类型  类型为 *string。
        fmt.Printf("ptr type: %T
    ", ptr)
        // 打印ptr的指针地址   每次运行都会发生变化。
        fmt.Printf("address: %p
    ", ptr)
        // 对 ptr 指针变量进行取值操作   value 变量类型为 string。
        value := *ptr
        // 取值后的类型
        fmt.Printf("value type: %T
    ", value)
        // 指针取值后就是指向变量的值
        fmt.Printf("value: %s
    ", value)
    }
    
    
    //运行结果
    //ptr type: *string
    //address: 0xc0420401b0
    //value type: string
    //value: Malibu Point 10880, 90265
    指针获取指针

      取地址操作符&和取值操作符*是一对互补操作符

      &取出地址,*根据地址取出地址指向的值。

    变量、指针地址、指针变量、取地址、取值的相互关系和特性:

      1.对变量进行取地址(&)操作,可以获得这个变量的指针变量。

      2.指针变量的值是指针地址。

      3.对指针变量进行取值(*)操作,可以获得指针变量指向的原变量的值。

    指针的零值和相等测试

      1.任何类型的指针的零值都是nil。

      2.如果 p != nil 为真,那么p就指向某个有效变量  (p为指针)

      3.指针只有指向同一个变量或者全部为nil时才相等。

    var x,y int
    var z  *int
    var w  *string
    fmt.Println(&x ==&x, &x ==&y,&x ==nil , z == nil ,  w ==nil)
    
    //true false false true true
    指针的相等测试

    如何使用指针修改值?

    package main
    import "fmt"
    // 定义一个交换函数,参数为 a、b,类型都为 *int,都是指针类型。
    func swap(a, b *int) {
        // 将 a 指针取值,把值(int类型)赋给 t 变量,t 此时也是 int 类型。
        t := *a
        // 取 b 指针值,赋给 a 变量指向的变量。注意,此时*a的意思不是取 a 指针的值,而是“a指向的变量”。
        *a = *b
        // 将 t 的值赋给 b 指向的变量。
        *b = t
    }
    func main() {
    // 准备 x、y 两个变量,赋值 1 和 2,类型为 int。
        x, y := 1, 2
        // 取出 x 和 y 的地址作为参数传给 swap() 函数进行调用。
        swap(&x, &y)
        // 交换完毕时,输出 x 和 y 的值。
        fmt.Println(x, y)
    }
    
    
    //运行结果
    //2 1
    使用指针修改值

      1.*操作符作为右值时,意义是取指针的值

      2.作为左值时,也就是放在赋值操作符的左边时,表示 a 指向的变量。

      归纳:

        1.*操作符的根本意义就是操作指针指向的变量。

        2.当操作在右值时,就是取指向变量的值;

        3.当操作在左值时,就是将值设置给指向的变量。

      每次我们对一个变量取地址,或者是复制指针,我们都是为原变量创建新的别名。例如a就是变量p的别名。

      指针特别有价值的地方在于我们可以不用名字而访问一个变量的。  

    package main
    import "fmt"
    func swap(a, b *int) {
        b, a = a, b
    }
    func main() {
        x, y := 1, 2
        swap(&x, &y)
        fmt.Println(x, y)
    }
    
    
    //运行结果
    //1  2
    swap() 函数中交换指针值

      1.上面代码中的 swap() 函数交换的是 a 和 b 的地址

      2.在交换完毕后,a 和 b 的变量值确实被交换。

      3.但和 a、b 关联的两个变量并没有实际关联。

      4.这就像写有两座房子的卡片放在桌上一字摊开,交换两座房子的卡片后并不会对两座房子有任何影响。

    创建指针的另一种方法--new()函数

    package main
    
    import "fmt"
    
    
    func main() {
        //申请一个指针str,类型为*string
        str := new(string)
            //指针str指向字符串“ninja”
        *str = "ninja"
            //打印str指向的地址空间
        fmt.Println(*str)
            //打印指针str的内存地址
        fmt.Printf("%p
    ",str)
        fmt.Printf("%d
    ",str)
            //打印指针str的类型
        fmt.Printf("%T
    ",str)
    
    }
    
    
    //运行结果
    //ninja
    //0xc00000e1e0
    //824633778656
    //*string
    new()方法创建指针
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