3-1. go指针

1 Go中的指针

要搞明白Go语言中的指针需要先知道三个概念

  • 指针地址
  • 指针类型
  • 指针取值

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,*:根据地址取值

1.1 关于指针

  • 我们知道变量是用来存储数据的,变量的本质是给存储数据的内存地址起了一个好记的别名。比如我们定义了一个变量a:=10,这个时候可以直接通过a这个变量来读取内存中保存的10这个值。在计算机底层a这个变量其实对应了一个内存地址。

  • 指针也是一个变量,但它是一种特殊的变量,它存储的数据不是一个普通的值,而是另一个变量的内存地址。

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1.2 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:

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*int、,*int64、*string等

取变量指针的语法如下:

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ptr := &v

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,被称做T的指针类型。* 代表指针

举个例子:

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package main

func main() {
	var a = 10
	var b = &a
	println(&a) 	//0xc00003df60
	println(&b)		//0xc00003df68
	println(b)		//0xc00003df60
	println(*(&b))	//0xc00003df60
}

1.3 指针取值

在对普通变量进行&操作符取地址后,会获得这个变量指针,然后可以对指针使用*操作,也就是指针取值

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// 指针取值
var c = 20
// 得到c的地址,赋值给d
var d = &c
// 打印d的值,也就是c的地址
fmt.Println(d)
// 取出d指针所对应的值
fmt.Println(*d)
// c对应地址的值,改成30
*d = 30
// c已经变成30了
fmt.Println(c)

改变内存中的值,会直接改变原来的变量值

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// 这个类似于值传递
func fn4(x int) {
	x = 10
}
// 这个类似于引用数据类型
func fn5(x *int) {
	*x = 20
}
func main() {
	x := 5
	fn4(x)
	fmt.Println(x)
	fn5(&x)
	fmt.Println(x)
}

我们创建了两个方法,一个是传入局部变量,一个是传入指针类型,最后运行得到的结果

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1.4 new和make函数

需要注意的是,指针必须在创建内存后才可以使用,这个和 slice 和 map是一样的

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// 引用数据类型map、slice等,必须使用make分配空间,才能够使用
var userInfo = make(map[string]string)
userInfo["userName"] = "zhangsan"
fmt.Println(userInfo)

var array = make([]int, 4, 4)
array[0] = 1
fmt.Println(array)

对于指针变量来说

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// 指针变量初始化
var a *int
*a = 100
fmt.Println(a)

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。

这个时候,我们就需要使用new关键字来分配内存,new是一个内置的函数,它的函数签名如下:

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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

实际开发中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:

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// 使用new关键字创建指针
aPoint := new(int)
bPoint := new(bool)
fmt.Printf("%T \n", aPoint)
fmt.Printf("%T \n", bPoint)
fmt.Println(*aPoint)
fmt.Println(*bPoint)
  • 类似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

1.5 make和new的区别

  • 两者都是用来做内存分配的;

  • make只能用于slice、map以及channel的初始化,返回的还是这三个引用类型的本身

  • 而new用于类型的内存分配,并且内存初始的值为类型的零值,返回的是指向类型的指针

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    // int byte rune float bool string 这些类型都有默认零值;在变量声明的时候系统自动会分配一块内存空间; 而 point slice、map以及channel的零值是nil 系统不会默认分配空间,所以需要初始化;
    

1.6 指针易混淆示例

1.6.1 1. 函数传参指针

  • demo

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    package main
    
    import "fmt"
    
    type T struct {
    	Name string
    }
    
    func main() {
    	var a = &T{}
    	var b = &T{}
    	fmt.Printf("a addr :%p,&a addr :%p, a: %v\n", a, &a, a)
    	f1(a)
    	fmt.Printf("a addr :%p, a: %v\n", a, a)
    	fmt.Printf("b addr :%p, b: %v\n", b, b)
    	f2(b)
    	fmt.Printf("b addr :%p, b: %v\n", b, b)
    }
    
    func f1(t *T) {
    	fmt.Printf("f1--t addr :%p, &t addr :%p:\n", t, &t)
    	t = &T{
    		Name: "aaaaaaaa",
    	}
    }
    
    func f2(t *T) {
    	fmt.Printf("f2--t addr :%p, &t addr :%p:\n", t, &t)
    	*t = T{
    		Name: "bbbbbbbb",
    	}
    }
    
    /*
    a addr :0x14000104210,&a addr :0x1400011c018, a: &{}
    f1--t addr :0x14000104210, &t addr :0x1400011c028:
    a addr :0x14000104210, a: &{}
    b addr :0x14000104220, b: &{}
    f2--t addr :0x14000104220, &t addr :0x1400011c030:
    b addr :0x14000104220, b: &{bbbbbbbb}
    */
  • 最终a没有发生改变,而b发生了改变

    • f1函数中,通过将t重新赋值为指向新的T结构体的指针,你改变了t的指针目标。这种方式只在函数内部有效,不会对原始指针产生影响。这是因为函数参数是按值传递的,当你将t重新赋值时,只是修改了函数内部的一个副本,不会影响原始指针。&a addr 是0x1400011c018,而f1中 &t addr :0x1400011c028; 这两个对象不同;在main函数中调用f1(a)后,a的值仍然是原始的空指针,因为f1函数中的重新分配操作只影响了函数内部的t副本。
    • f2函数中,通过解引用指针并修改解引用后的结构体的字段,你可以改变指针所指向的T结构体的内容。这种方式会影响原始指针,因为你直接修改了指针所指向的内存。

1.6.2 2. 函数传参数组

  • demo

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    package main
    
    import "fmt"
    
    func main() {
    	l1 := make([]int, 0, 10)
    	l1 = append(l1, 0)
    	fmt.Printf("%p,%p\n", l1, &l1)
    	f1(l1)
    	fmt.Println(l1)
    	l2 := make([]int, 0, 10)
    	l2 = append(l2, 0)
    	fmt.Printf("%p,%p\n", l2, &l2)
    	f2(&l2)
    	fmt.Println(l2)
    }
    
    func f1(l []int) {
    	fmt.Printf("%p,%p\n", l, &l)
    	l = append(l, 1)
    }
    
    func f2(l *[]int) {
    	fmt.Printf("%p,%p,%p\n", l, &l, *l)
    	*l = append(*l, 1)
    }
  • f1 并未改变l1,是因为在函数 f() 中,切片 l 是按值传递的,而不是按引用传递的。当你将切片 l1 传递给函数 f() 时,它会创建一个新的切片 l,并将其初始化为与 l1 相同的底层数组。然后,使用 append() 函数将元素 1 添加到新切片 l 中。

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