一文了解 Go 中的指针和结构体

Posted 2022-11-29

耐心和持久胜过激烈和狂热。

前言

前面的两篇文章对 Go 语言的基础语法和基本数据类型以及几个复合数据类型进行介绍，本文将对 Go 里面的指针和结构体进行介绍，也为后续文章做铺垫。

指针

在 ​​Go​​​ 语言中，指针可以简单理解是一个地址，指针类型是依托于某一个类型而存在的，例如 ​​Go​​​ 里面的基本数据类型 ​​int​​​、​​float64​​​、​​string​​​ 等，它们所对应的指针类型为 ​​*int​​​、​​*float64​​​、​​*string​​等。

指针的定义

• 语法格式：​​var 指针变量名 *数据类型 = &变量​​​。 ​​​&​​​ 为取地址符号，通过 ​​&​​ 符号获取某个变量的地址，然后赋值给指针变量。

import (
  "fmt"
)

func main() 
  var num int = 666
  var numPtr *int = &num
  fmt.Println(numPtr)  // num 变量的地址值 0xc00001c098
  fmt.Println(&numPtr) // 指针变量本身的地址值 0xc00000a028

​​npmPtr​​​ 指针变量指向变量 ​​num​​​，​​0xc00001c098​​​ 为 ​​num​​​ 变量的地址，​​0xc00000a028​​ 为指针变量本身的地址值。

• 使用 ​​new(T)​​ 函数创建指针变量

import (
  "fmt"
)

func main() 
  numPtr := new(int)
  fmt.Println(numPtr)  // 0xc000122058
  fmt.Println(*numPtr) // 0

​​new(T)​​ 函数为每个类型分配一片内存，内存单元保存的是对应类型的零值，函数返回一个指针类型。

• 错误的类型地址赋值

func main() 
  var num float64 = 666
  var numPtr *int = &num // cannot use &num (value of type *float64) as type *int in variable declaration

当指针所依托的类型与变量的类型不一致时，Go 编译器会报错，类型不匹配。

获取和修改指针所指向变量的值

• 通过指针获取所指向变量的值

func main() 
  var num int = 666
  var numPtr *int = &num

  // 获取 num 的值
  fmt.Println(*numPtr) // 666

对指针使用 ​​*​​ 操作符可以获取所指向变量的值。

• 通过指针修改所指向变量的值

import (
  "fmt"
)

func main() 
  var num int = 666
  var numPtr *int = &num

  // 修改 num 的值
  *numPtr = 555
  fmt.Println(num) // 555

同时也可以对指针使用 ​​*​​ 操作符修改所指向变量的值。

结构体

通过上一篇文章，我们了解了数组和切片的特点，它们可以存储一组相同类型的数据，而结构体，它可以由 0 个或多个字段组成，每个字段的数据类型可以一样，也可以不一样。结构体可以表示一个对象，例如：人，人包含的一些字段有姓名、性别和年龄等。

结构体定义

语法格式：

type XXX struct 
  /*
  结构体字段定义区域
  */

​​XXX​​ 为结构体的名字，下面以人为对象，引入结构体

// Person定义一个人的结构体
type Person struct 
  // 姓名
  Name string
  // 年龄
  Age int
  // 性别
  Sex string
  // 身份证号
  idNumber string

上述代码定义了人的结构体 ​​Person​​，包含四个字段，字段的命名规则和变量是一样的，前三个字段首字母大写，可以被包外访问，第四个字段首字母小写，表示只能在包内访问。 除了上述的定义方式以外，结构体里还可以内嵌结构体

// Person 定义一个人的结构体
type Person struct 
  // 姓名
  Name string
  // 年龄
  Age int
  // 性别
  Sex string
  // 身份证号
  idNumber string


// Phone 手机结构体
type Phone struct 
  // 品牌
  Brand string
  // 拥有者
  Owner Person

上述代码定义了 ​​Person​​​ 结构体和 ​​Phone​​​ 结构体，​​Phone​​​ 结构体拥有两个字段，分别为 ​​Brand​​​ 品牌和 ​​Owner​​​ 拥有者，​​Owner​​​ 属性的类型，指定为我们所自定义的 ​​Person​​ 结构体。以这种方式定义的结构体字段，我们可以称为嵌入字段（Embedded Field）。也可以将这种字段称为匿名字段。

结构体的创建方式

• 1、声明一个结构体变量

// Person 定义一个人的结构体
type Person struct 
  // 姓名
  Name string
  // 年龄
  Age int
  // 性别
  Sex string
  // 身份证号
  idNumber string


func main() 
  var person Person
  fmt.Println(person.Name)     // ""
  fmt.Println(person.Age)      // 0
  fmt.Println(person.Sex)      // ""
  fmt.Println(person.idNumber) // ""

  // 修改结构体字段的值
  person.Name = "chenmingyong"
  fmt.Println(person.Name) // "chenmingyong"

• 通过声明一个结构体变量，隐式创建一个结构体变量，这个结构体变量各个字段值默认为零值，也就是对应类型的默认值。
• 结构体属性的值，可以通过 ​​变量.字段名​​ 的方式获取，同时也可以通过此方式对字段值进行修改。

• 2、使用复合字面值进行显式初始化结构体对象

import "fmt"

// Person 定义一个人的结构体
type Person struct 
  // 姓名
  Name string
  // 年龄
  Age int
  // 性别
  Sex string
  // 身份证号
  idNumber string


func main() 
  person := Person
    "chenmingyong",
    18,
    "男",
    "xxxxxxxxx",
  

  fmt.Println(person) // chenmingyong 18 男 xxxxxxxxx

• 上述代码根据字段的顺序进行赋值，实际上，Go 语言并不推荐我们用这种方式进行赋值，因为可能会带来一些问题，例如结构体的某个中间的字段被删除或者字段的顺序改变了，那么我们需要维护对应代码，调整赋值的顺序。
• 上述创建结构体的方式有弊端，因此我们需要换一种方法，如下第三种方法。

• 3、 使用 ​​field:value​​ 形式的复合字面值进行显式初始化结构体对象

import "fmt"

// Person 定义一个人的结构体
type Person struct 
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string


func main() 
    person := Person
        Sex:      "男",
        Age:      18,
        Name:     "chenmingyong",
        idNumber: "xxxxxxxxx",
    

    fmt.Println(person) // chenmingyong 18 男 xxxxxxxxx

• 4、通过 ​​new(T)​​ 函数创建结构体指针

// Person 定义一个人的结构体
type Person struct 
  // 姓名
  Name string
  // 年龄
  Age int
  // 性别
  Sex string
  // 身份证号
  idNumber string


func main() 
  person := new(Person)
  (*person).Name = "chenmignyong"
  fmt.Println((*person).Name) // chenmignyong
  // 简化赋值，底层自动转换成 (*person).Age = 18
  person.Age = 18
  fmt.Println(person.Age) // 18

前面提到过，访问指针所指向变量的值，需要使用 ​​*​​​ 操作符，但在结构体这里有点特殊，如果不加 ​​*​​​ 的话，底层会将 ​​person.Age = 18​​​ 转成 ​​(*person).Age = 18​​。

小结

本文对指针和结构体进行了介绍，也指出使用指针和结构体时需要注意的一些地方。因为本文是基于了解的层面去写的文章，一些深入的知识并没有提到，然后也没有提到结构体的方法，是因为打算留到后面和函数一起去介绍。

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