一文介绍Go语言中的指针
作者：贾维斯Echo
一、Go语言中的指针介绍
1.1 指针介绍
指针是一个存储变量内存地址的变量。它们允许程序直接访问和操作内存中的数据，而不是对数据的副本进行操作。以下是指针的一些关键概念：
- 内存地址： 每个变量在计算机内存中都有一个唯一的地址，指针存储了这个地址。
- 指针变量： 用于存储其他变量地址的变量称为指针变量。
- 取地址操作符（&）： 可以使用取地址操作符
&来获取变量的地址。 - 解引用操作符（*）： 可以使用解引用操作符
*来访问指针所指向的变量的值。
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。
1.2 基本语法
var ptr *int:声明指针变量ptr,用于指向一个int类型变量的地址。&a: 获取变量a的内存地址,返回一个指向该地址的指针。*ptr: 读取ptr指针指向地址的值,这个操作称为“解引用”。*ptr = 100: 将100赋值给ptr指向的变量。
1.3 声明和初始化
在 Go 语言中，可以使用指针来引用任何类型的变量。指针的声明和初始化可以通过如下语法完成：
var p *int // 声明一个指向 int 类型的指针 p var str *string // 声明一个指向 string 类型的指针 str
初始化指针可以通过 new 函数来分配内存并返回指针的地址：
p := new(int) // 分配一个 int 类型的内存，并将指针 p 指向该内存
示例代码：
package main
import "fmt"
func main() {
var p *int
var str *string
fmt.Printf("p: %v, str: %v\n", p, str) // 输出 p: <nil>, str: <nil>
x := 10
p = &x // 将指针p指向变量x的地址
fmt.Printf("p: %v\n", p) // 输出 p: 0xc0000100e0
fmt.Printf("*p: %d\n", *p) // 输出 *p: 10
str = new(string) // 分配一个string类型的内存，并将指针str指向该内存
fmt.Printf("str: %v\n", str) // 输出 str: 0xc000010120
fmt.Printf("*str: %s\n", *str) // 输出 *str: ""
*str = "Hello, Go!" // 通过指针修改字符串的值
fmt.Printf("*str: %s\n", *str) // 输出 *str: Hello, Go!
}1.4 Go 指针的3个重要概念
1.4.1 指针地址（Pointer Address）
- 在Go语言中，指针地址表示指针所指向的变量或数据在内存中的位置。
- 在Go语言中，与C/C++等语言不同，您不能直接获取指针的具体地址值，因为Go语言为了安全性和内存管理而采用了更抽象的设计。但是，您可以通过获取变量的地址来创建和使用指针，而这个地址由Go语言自动管理。
1.4.2 指针类型（Pointer Type）
- Go语言的指针类型表示指针可以指向的数据类型。
1.4.3 指针取值（Pointer Dereferencing）
- 指针取值是指通过指针来访问其所指向的内存位置上的数据。在Go语言中，要获取指针所指向的数据的值，您需要使用解引用操作符
*。
1.5 获取指针的地址和解引用
通过 & 操作符可以获取变量的地址，例如：
func main() {
a := 10
b := &a // 将指针 b 指向变量 a 的地址
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：
使用*操作符可以解引用指针，获取指针指向的值：
fmt.Println(*b) // 输出指针 b 指向的值，即变量 a 的值
示例代码：
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。
1.6 传递指针给函数
您可以将指针作为参数传递给函数，从而可以在函数内部修改原始变量的值，而不是复制。这可以用于实现函数的副作用。
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
}1.7 指针的比较
您可以使用==和!=运算符来比较指针。它们将比较指针是否引用相同的内存地址。
var x int = 42 var p *int // 声明一个整数指针 p = &x // 将变量x的地址分配给指针p fmt.Println(p == &x) // true，p和&x都指向相同的内存地址
1.8 指针的使用注意事项
- 谨慎使用指针，以避免悬挂指针（dangling pointers）和内存泄漏等问题。
- 在Go中，指针通常用于传递大型数据结构，以避免复制数据。
- Go没有指针运算（如C/C++中的指针算术运算），因此您不能像C/C++那样执行指针加法和减法操作。
二、空指针和指针的零值
- **指针的零值：**如果您声明了一个指针但没有初始化它，它将具有零值，即
nil。 - **空指针：**如果指针没有指向任何有效的内存地址，它将具有
nil值，表示空指针。在使用指针之前，通常会检查指针是否为nil。
package main
import "fmt"
func main() {
var p *string
fmt.Println(p)
fmt.Printf("p的值是%s/n", p)
if p != nil {
fmt.Println("非空")
} else {
fmt.Println("空值")
}
}三、指针的应用场景
3.1 传递大对象
在函数参数传递时，如果直接传递大对象的副本，会产生额外的内存开销。通过传递指针，可以避免复制整个对象，提高程序的性能。
示例代码：
package main
import "fmt"
type BigObject struct {
// 大对象的定义...
}
func processObject(obj *BigObject) {
// 对大对象进行处理...
}
func main() {
obj := BigObject{}
processObject(&obj) // 传递大对象的指针
}3.2 指针作为函数参数和修改函数外部变量
在 Go 语言中，函数的参数传递默认是值传递。通过指针传递，函数可以修改函数外部的变量。这在需要修改外部变量的值时非常有用，特别是在处理复杂数据结构或需要对全局状态进行修改的情况下。
示例代码：
package main
import "fmt"
func modifyValue(ptr *int) {
*ptr = 30 // 修改指针指向的值
}
func main() {
x := 10
modifyValue(&x) // 传递x的地址给modifyValue函数
fmt.Println(x) // 输出修改后的x的值，即30
}3.3 动态分配内存
指针的另一个重要应用是动态分配内存。通过 new 函数可以在堆上动态分配内存，避免了在栈上分配固定大小的内存空间的限制。这对于需要返回动态分配的数据或创建复杂数据结构非常有用。
示例代码：
package main
import "fmt"
type ComplexStruct struct {
// 复杂数据结构的定义...
}
func createComplexStruct() *ComplexStruct {
cs := new(ComplexStruct) // 动态分配内存并返回指针
// 初始化复杂数据结构...
return cs
}
func main() {
obj := createComplexStruct()
// 对动态分配的数据结构进行操作...
}3.4 函数返回指针
在函数中返回指针可以将函数内部创建的变量的地址传递给调用者。这样做可以避免复制整个变量，并允许调用者直接访问和修改函数内部的数据。
示例代码：
package main
import "fmt"
func createValue() *int {
x := 10 // 在函数内部创建变量
return &x // 返回变量的地址
}
func main() {
p := createValue()
fmt.Println(*p) // 输出通过指针访问的函数内部变量的值，即10
}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
b["测试"] = 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。
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)
}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channel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["测试"] = 100
fmt.Println(b)
}4.3 new与make的区别
- 二者都是用来做内存分配的。
- 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；
- 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。
到此这篇关于一文介绍Go语言中的指针的文章就介绍到这了,更多相关Go 指针内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！