Go语言基础之指针

Go语言基础之指针

区别于C/C++中的指针，Go语言中的指针不能进行偏移和运算，是安全指针。

要搞明白Go语言中的指针需要先知道3个概念：指针地址、指针类型和指针取值。

一、Go语言中的指针

Go语言中的函数传参都是值拷贝，当我们想要修改某个变量的时候，我们可以创建一个指向该变量地址的指针变量。传递数据使用指针，而无须拷贝数据。类型指针不能进行偏移和运算。Go语言中的指针操作非常简单，只需要记住两个符号：&（取地址）和*（根据地址取值）。

二、指针地址和指针类型

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。Go语言中使用&字符放在变量前面对变量进行“取地址”操作。 Go语言中的值类型（int、float、bool、string、array、struct）都有对应的指针类型，如：*int、*int64、*string等。

指针类型的空值是 nil -----> 引用类型的空值都是nil类型

取变量指针的语法如下：

ptr := &v    // v的类型为T

其中：

• v:代表被取地址的变量，类型为T
• ptr:用于接收地址的变量，ptr的类型就为*T，称做T的指针类型。*代表指针。

举个例子：

func main() {
    a := 10
    b := &a
    fmt.Printf("a:%d ptr:%p\n", a, &a) // a:10 ptr:0xc00001a078
    fmt.Printf("b:%p type:%T\n", b, b) // b:0xc00001a078 type:*int
    fmt.Println(&b)                    // 0xc00000e018
}

我们来看一下b := &a的图示：

三、指针取值

在对普通变量使用&操作符取地址后会获得这个变量的指针，然后可以对指针使用*操作，也就是指针取值，代码如下。

func main() {
    //指针取值
    a := 10
    b := &a // 取变量a的地址，将指针保存到b中
    fmt.Printf("type of b:%T\n", b)
    c := *b // 指针取值（根据指针去内存取值）
    fmt.Printf("type of c:%T\n", c)
    fmt.Printf("value of c:%v\n", c)
}

输出如下：

type of b:*int
type of c:int
value of c:10

总结： 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如下：

• 对变量进行取地址（&）操作，可以获得这个变量的指针变量。
• 指针变量的值是指针地址。
• 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。

指针传值示例1：

func modify1(x int) {
    x = 100
}

func modify2(x *int) {
    *x = 100
}

func main() {
    a := 10
    modify1(a)
    fmt.Println(a) // 10
    modify2(&a)
    fmt.Println(a) // 100
}

指针传值示例2：

// 不要向函数传递数组的指针（取数组的地址），而要传递切片
func main() {
	//通过函数传递，把原数组的值改变
	var a =[5]int{9,8,7,6}
	test6(&a) // 还有一个原因数组的大小不一致
	fmt.Println(a)
	//test7(&a)  //这个不行 还有一个原因数组的大小不一致
	test7(a[:]) // //这个不行 还有一个原因数组的大小不一致
	fmt.Println(a)
}

func test6(a *[5]int)  {
	(*a)[0]=999
	fmt.Println(a)  //理应该是个地址但是人家给你打印成了 &[999 8 7 6] 表示指向这个数组的指针
	fmt.Println(*a)
}
func test7(a []int) {
	a[0] = 999
	fmt.Println(a)
}

不要向函数传递数组的指针，而应该使用切片

假如我们想要在函数内修改一个数组，并希望调用函数的地方也能得到修改后的数组，一种解决方案是把一个指向数组的指针传递给这个函数。

package main

import (  
    "fmt"
)

func modify(arr *[3]int) {  
    (*arr)[0] = 90
}

func main() {  
    a := [3]int{89, 90, 91}
    modify(&a)
    fmt.Println(a)
}

在上面程序的第 13 行中，我们将数组的地址传递给了 modify 函数。在第 8 行，我们在 modify 函数里把 arr 解引用，并将 90 赋值给这个数组的第一个元素。程序会输出 [90 90 91]。

a[x] 是 (*a)[x] 的简写形式，因此上面代码中的 (*arr)[0] 可以替换为 arr[0]。下面我们用简写形式重写以上代码。

package main

import (  
    "fmt"
)

func modify(arr *[3]int) {  
    arr[0] = 90
}

func main() {  
    a := [3]int{89, 90, 91}
    modify(&a)
    fmt.Println(a)
}

该程序也会输出 [90 90 91]。

这种方式向函数传递一个数组指针参数，并在函数内修改数组。尽管它是有效的，但却不是 Go 语言惯用的实现方式。我们最好使用切片来处理。

接下来我们用[切片]来重写之前的代码。

package main

import (  
    "fmt"
)

func modify(sls []int) {  
    sls[0] = 90
}

func main() {  
    a := [3]int{89, 90, 91}
    modify(a[:])
    fmt.Println(a)
}

在上面程序的第 13 行，我们将一个切片传递给了 modify 函数。在 modify 函数中，我们把切片的第一个元素修改为 90。程序也会输出 [90 90 91]。所以别再传递数组指针了，而是使用切片吧。上面的代码更加简洁，也更符合 Go 语言的习惯。

数组指针和指针数组

// 数组指针和指针数组
// 数组指针---> 指向数组的指针
//指针数组----> 数组中放指针

var a = [5]int{9, 8, 7, 6}
var b *[5]int = &a //b是指向数组的指针
fmt.Println(b)

x, y := 10, 11
var c [4]*int = [4]*int{&x, &y} //数组中放指针
fmt.Println(c)

四、new和make

我们先来看一个例子：

func main() {
    var a *int
    *a = 100
    fmt.Println(*a)

    var b map[string]int // 初始化为空
    b["沙河娜扎"] = 100
    fmt.Println(b) // 都会报错
}

执行上面的代码会引发panic，为什么呢？ 在Go语言中对于引用类型的变量，我们在使用的时候不仅要声明它，还要为它分配内存空间，否则我们的值就没办法存储。而对于值类型的声明不需要分配内存空间，是因为它们在声明的时候已经默认分配好了内存空间。要分配内存，就引出来今天的new和make。 Go语言中new和make是内建的两个函数，主要用来分配内存。

4.1 new

new是一个内置的函数，它的函数签名如下：

func new(Type) *Type

其中，

• Type表示类型，new函数只接受一个参数，这个参数是一个类型
• *Type表示类型指针，new函数返回一个指向该类型内存地址的指针。

new函数不太常用，使用new函数得到的是一个类型的指针，并且该指针对应的值为该类型的零值。举个例子：

func main() {
    a := new(int)
    b := new(bool)
    fmt.Printf("%T\n", a) // *int
    fmt.Printf("%T\n", b) // *bool
    fmt.Println(*a)       // 0
    fmt.Println(*b)       // false
}   

本节开始的示例代码中var a *int只是声明了一个指针变量a但是没有初始化，指针作为引用类型需要初始化后才会拥有内存空间，才可以给它赋值。应该按照如下方式使用内置的new函数对a进行初始化之后就可以正常对其赋值了：

func main() {
    var a *int
    a = new(int)
    *a = 10
    fmt.Println(*a)
}

<nil>
0xc0000a0098
10

4.2 make

make也是用于内存分配的，区别于new，它只用于slice、map以及chan的内存创建，而且它返回的类型就是这三个类型本身， ** 而不是他们的指针类型，因为这三种类型就是引用类型**，所以就没有必要返回他们的指针了。make函数的函数签名如下：

func make(t Type, size ...IntegerType) Type

make函数是无可替代的，我们在使用slice、map以及channel的时候，都需要使用make进行初始化，然后才可以对它们进行操作。这个我们在上一章中都有说明，关于channel我们会在后续的章节详细说明。

本节开始的示例中var b map[string]int只是声明变量b是一个map类型的变量，需要像下面的示例代码一样使用make函数进行初始化操作之后，才能对其进行键值对赋值：

func main() {
    var b map[string]int
    b = make(map[string]int, 10)
    b["沙河娜扎"] = 100
    fmt.Println(b)
}

4.3 new与make的区别

1. 二者都是用来做内存分配的。
2. make只用于slice、map以及channel的初始化，返回的还是这三个引用类型本身；
3. 而new用于类型的内存分配，并且内存对应的值为类型零值，返回的是指向类型的指针。

五、总结

1. 对变量进行取地址（&）操作，可以获得这个变量的指针变量,指针变量的值是指针地址。
2. 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 ptr := &v v 代表被取地址的变量，变量 v 的地址使用变量 ptr 进行接收，ptr 的类型为*T，称做 T 的指针类型，*代表指针
3. *数组指针指向数组的指针*[5]int和指针数组指数组中放指针[5]*int
4. & 取地址符号，可以取变量的地址
5. *放在类型之前（表示这个类型的指针） 放在变量前（表示解引用）
6. 指针的空值是nil
7. 在函数中修改原来的数组，把数组的地址传到函数中，直接修改
8. 在函数中修改原来的数组，两种方式，传指针，传切片
9. 指针不支持运算
10. “栈逃逸”，形象一点说就是：因为害怕留在栈区内而被系统连同函数栈帧内所有变量一并带走/团灭而逃了堆区上。堆区的内容被GC机制接管，直到变量不可访达便会被GC回收,直接通过 go build -gcflags '-m -l' 就可以看到逃逸分析的过程和结果
11. make只用于slice、map以及channel的初始化，返回的还是这三个引用类型本身；
12. new用于类型的内存分配，并且内存对应的值为类型零值，返回的是指向类型的指针