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Go语言基础之指针

Go语言基础之指针

作者: 羋学僧 | 来源:发表于2021-11-25 11:05 被阅读0次

    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。

    Go语言中的指针

    任何程序数据载入内存后,在内存都有他们的地址,这就是指针。而为了保存一个数据在内存中的地址,我们就需要指针变量。

    比如,“永远不要高估自己”这句话是我的座右铭,我想把它写入程序中,程序一启动这句话是要加载到内存(假设内存地址0x123456),我在程序中把这段话赋值给变量A,把内存地址赋值给变量B。这时候变量B就是一个指针变量。通过变量A和变量B都能找到我的座右铭。

    Go语言中的指针不能进行偏移和运算,因此Go语言中的指针操作非常简单,我们只需要记住两个符号:&(取地址)和*(根据地址取值)。

    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。

    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:

    取变量地址图示

    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:

    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
    }
    

    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
        b["沙河娜扎"] = 100
        fmt.Println(b)
    }
    

    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。

    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)
    }
    

    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)
    }
    

    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。

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