Go语言基础学习之指针详解

时间:2023-02-03 程序员祝融人气:0

今天来说说 Go 语言基础中的指针。

Go 语言中指针是很容易学习的，Go 语言中使用指针可以更简单的执行一些任务。

1. 什么是指针

Go 语言中，一个指针变量指向了一个值的内存地址。和 C、C++ 中的指针不同，Go 语言中的指针不能进行计算和偏移操作。

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。

Go 语言中的指针操作非常简单，只有记住两个符号就可以了。

&（取地址）
*（根据地址取值）

var ip *int /* 指向整型*/

画个重点，我们想彻底搞明白指针，必须要掌握 3 个概念：

指针地址
指针类型
指针取值

接下来我们从这 3 点大家阐述 Go 语言指针，方便大家掌握。

2. 指针地址 & 指针类型

Go 语言变量在运行时都会被指定一个内存地址，即变量在内存中的位置。Go 语言通常在使用时会在变量前放一个 & 代表对变量进行 “ 取地址 ” 操作。Go 语言常用的值类型 (string、int、array、struct、float、bool ）都会有对应的指针类型。如：string、 int、*int64 等。

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：

package main

import "fmt"

func main(){
        
    a := 10   /* 声明实际变量 */
    ip := &a  /* 指针变量的存储地址 */
    
    
    fmt.Printf("a 变量的地址是: %x\n", &a  )
    
    /* 指针变量的存储地址 */
    fmt.Printf("ip 变量储存的指针地址: %x\n", ip )
    
    /* 使用指针访问值 */
    fmt.Printf("*ip 变量的值: %d\n", *ip )
}

运行结果：

a 变量的地址是: 0xc000010200

ip 变量储存的指针地址: 0xc000010200

*ip 变量的值: 10

其中：

a: 代表被取地址的变量，类型为 int
ip: 用于接收地址的变量，ip 的类型就为 *int，称做 int 的指针类型。*代表指针。

用图来表示一下 ip := &a:

以上就是指针地址和指针类型。

3. 指针取值

对变量使用 &会获取该变量的指针，对指针使用 * 会获取到值，也就是 “指正取值”。举个例子更好的理解一下：

package main

import "fmt"

func main() {
    
    a := 20   /* 声明实际变量 */
    b := &a  /* 指针变量的存储地址 */
    fmt.Printf("type of b:%T\n", &a  )
    
    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)
}

控制台输出结果：

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

小结一下：

指针变量的值是指针地址 (可以结合上图更好的理解)
对变量进行取地址 &操作，可以获得这个变量的指针变量
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

函数传值：

package main

import "fmt"

func main() {
    
    x := 2
    mod1(x)
    fmt.Println(x) // 2
    
    mod2(&x)
    fmt.Println(x) // 1024
}

func mod1(x int) {
    x = 1024
}

func mod2(x *int) {
    *x = 1024
}

4. 空指针

当一个指针被定义后没有分配到任何变量时，它的值为 nil。

nil 指针也称为空指针。

nil在概念上和其它语言的 null、None、nil、NULL一样，都指代零值或空值。

一个指针变量通常缩写为 ptr。

举个例子：

package main

import "fmt"

func main() {
   var  ptr *int
   fmt.Printf("ptr 的值为 : %x\n", ptr) // ptr 的值为 : 0
}

空指针判断：

package main

import "fmt"

func main() {
    var ptr *string
    fmt.Println(ptr)
    fmt.Printf("ptr的值是%v\n", ptr)
    
    if ptr != nil {
        fmt.Println("非空")
    } 
    if ptr == nil {
        fmt.Println("空值")
    }
}

5. make

make 是用于初始化内置的数据结构，比如 slice、map 和 channel。

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

举个例子：

package main

import "fmt"

func main() {
    var user map[string]int
    user = make(map[string]int, 10)
    user["age"] = 18
    fmt.Println(user)

    /** 
        slice := make([]int, 0, 100)
        hash := make(map[int]bool, 10)
        ch := make(chan int, 5)
    **/
}

6. new

new 的作用是根据传入的类型分配一片内存空间并返回指向这片内存空间的指针。

func new(Type) *Type

解释一下：

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

举个例子：

package main

import "fmt"

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
}

7. make 和 new 的区别

面试高频题，这个要考，记一下。

make 和 new 都是用来做内存分配
make 只用于 slice、map 、channel 的初始化，返回的还是这三个引用类型本身，因为这三种类型就是引用类型，所以就没必要返回其指针了
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。

8. 问题

Q: 执行下面的代码会出现啥问题？

package main

import "fmt"

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

    var user map[string]int
    user["age"] = 18
    fmt.Println(user)
}

A：会出现 panic runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference。出错行数在第 7 行。

原因：在 Go 语言中我们使用引用类型的变量需要先申明、分配内存空间，否则在赋值是会出错。值类型的变量除外，因为其在申明时就分配了默认的内存空间。这也是 new 和 make 的作用。

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