Go指针篇

2021-03-24

前言

与 Java 和 .NET 等编程语言不同，Go语言为程序员提供了控制数据结构指针的能力，但是，并不能进行指针运算。Go语言允许你控制特定集合的数据结构、分配的数量以及内存访问模式，这对于构建运行良好的系统是非常重要的。指针对于性能的影响不言而喻，如果你想要做系统编程、操作系统或者网络应用，指针更是不可或缺的一部分。

概念

指针（pointer）在Go语言中可以被拆分为两个核心概念：

类型指针，允许对这个指针类型的数据进行修改，传递数据可以直接使用指针，而无须拷贝数据，类型指针不能进行偏移和运算。
切片，由指向起始元素的原始指针、元素数量和容量组成。

受益于这样的约束和拆分，Go语言的指针类型变量即拥有指针高效访问的特点，又不会发生指针偏移，从而避免了非法修改关键性数据的问题。同时，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。

切片比原始指针具备更强大的特性，而且更为安全。切片在发生越界时，运行时会报出宕机，并打出堆栈，而原始指针只会崩溃。

要明白指针，需要知道几个概念：指针地址、指针类型和指针取值

认识指针地址和指针类型

一个指针变量可以指向任何一个值的内存地址，它所指向的值的内存地址在 32 和 64 位机器上分别占用 4 或 8 个字节，占用字节的大小与所指向的值的大小无关。当一个指针被定义后没有分配到任何变量时，它的默认值为 nil。指针变量通常缩写为 ptr。

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语言中使用在变量名前面添加&操作符（前缀）来获取变量的内存地址（取地址操作），格式如下：

1	ptr := &v //v的类型为T

其中 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。假设v的类型为T，ptr 的类型为*T，称做 T 的指针类型，*代表指针。

指针实际用法，可以通过下面的例子了解：

package main
import (    
	"fmt"
)

func main() {    
		var cat int = 1    
		var str string = "banana"    
		fmt.Printf("%p %p", &cat, &str)
}

运行结果(内存地址，指针的值是带有0x十六进制前缀的一组数据)：

1	0xc042052088 0xc0420461b0

从指针获取指针指向的值

当使用&操作符对普通变量进行取地址操作并得到变量的指针后，可以对指针使用*操作符，也就是指针取值，代码如下。

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, ptr类型为*string
    ptr := &house
    // 打印ptr的类型
    fmt.Printf("ptr type: %T\n", ptr)
    // 打印ptr的指针地址
    fmt.Printf("address: %p\n", ptr)
    // 对指针进行取值操作
    value := *ptr
    // 取值后的类型
    fmt.Printf("value type: %T\n", value)
    // 指针取值后就是指向变量的值
    fmt.Printf("value: %s\n", value)
}

运行结果：

ptr type: *string
address: 0xc0420401b0
value type: string
value: Malibu Point 10880, 90265

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使用&操作符，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使用*操作符，可以获得指针变量指向的原变量的值。

使用指针修改值

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