go语言学习笔记 — 基础 — 基本数据类型 — 指针：一文详解go指针

Posted 2021-11-23 Locutus

说到指针，许多人感到“谈指针色变”，对指针偏移、指针运算、指针转换非常恐惧。其实，指针是C族语言（C/C++）极高性能的根本，在操作大块数据和做内存地址偏移时，方便快捷。C族语言（C/C++）中指针被诟病的原因是 指针的运算 和 内存释放。

go中的指针分为两个重要方面：

• 类型指针。类型指针拥有指针的高效访问：传递数据使用指针，而不是采用内存拷贝；使用类型指针修改（其指针地址）指向的普通变量值。类型指针不能运算和偏移
• 切片。由指向起始元素的原始指针、元素数量和容量构成。切片比原始指针更安全高效，当切片越界时，go运行时会报panic，并打出堆栈，原始指针只能崩溃

1. 几个名词和过程

• 普通变量

初始化普通变量，类型为T。

• 取（内存）地址

使用&操作符，对普通变量取（内存）地址，得到普通变量的指针（变量）。

• 指针（变量）

对普通变量取地址后（&(普通变量)），得到指针变量。在程序运行时，每个变量都会被分配内存，拥有内存地址。指针（变量）的值就是这个内存地址，也叫指针地址，这就是指针（变量）的本质。

注： 每个普通变量都有内存地址，指针的值就是这个内存地址。

• 指针类型

使用&(普通变量)，对普通变量取（内存）地址后，得到指针变量，其类型为*T，即T的指针类型。

• 指针地址

指针变量的值是指针地址。指针地址带有"0x"的十六进制前缀。指针地址在64位平台上是64位内存地址，在32位平台上是32位地址。

• 指针（变量）取值

使用*操作符，对指针变量取值，从指针变量中获取（指针地址指向的）原普通变量的值。

• 操作符& 和 *

取（内存）地址操作符&和取（指针变量）值操作符*是一对互补操作符：

1）使用&取出普通变量的（内存）地址得到指针变量

2）使用*对指针变量进行取值操作，获得指针指向的原普通变量值

3）*(*T)取出指针变量指向的原普通变量值，即*(*T)指向原来T类型的普通变量

2. 指针（变量）：取指针地址（&）和指针类型（*T）

在程序运行时，每个变量都拥有一个（内存）地址，这个地址表示变量在内存中的位置。在go中，我们使用&对变量进行取地址操作。格式如下：

ptr := &ins    // 普通变量ins是T类型

ins表示普通变量，类型为T。使用&取内存地址，得到T的指针类型*T，赋给指针变量ptr（*T类型，T的指针类型）。*表示指针。

package main

import "fmt"

func main() {
    var cat int = 1
    
    var str string = "orange"
    
    // 打印指针变量的内存地址
    fmt.Printf("%p %p", &cat, &str)
}

// 0xc0000b8030 
// 0xc0000ae030

指针值带有"0x"的十六进制前缀。输出普通变量的指针地址每次都不同。

3. 从指针（变量）中获取（指针指向的）原普通变量的值

对指针使用*，即对指针取值。

package main

import (
	"fmt"
	"testing"
)

func main() {
	// var house = "mabuli point 10880, 90265"
	// house := "mabuli point 10880, 90265"
	var house string = "mabuli point 10880, 90265" // 初始化一个字符串类型的变量house

	ptr := &house // 对普通变量取内存地址，得到字符串指针类型，赋给指针变量ptr，是*string类型

	fmt.Printf("ptr type: %T\\n", ptr) // 获取指针变量的类型
	fmt.Printf("address: %p\\n", ptr)  // 获取指针变量的内存地址

	value := *ptr // 对指针变量取值

	fmt.Printf("value type: %T\\n", value)
	fmt.Printf("address: %s\\n", value)
}

/*
ptr type: *string
address: 0xc0000ae030
value type: string
address: mabuli point 10880, 90265
*/

4. 使用指针修改值（常用）

使用指针不仅可以获取普通变量对应的（内存）地址，还可以用来修改指针指向的普通变量值。

package ptr_test

import (
	"fmt"
	"testing"
)

// 使用指针进行数值交换：交换两个指针变量对应的（普通变量）值
func swap(a, b *int) {
	t := *a // 取a指针对应的普通变量值，赋给临时变量t

	*a = *b // 取b指针对应的普通变量值，赋给a指针对应的普通变量

	*b = t // 把a指针对应的普通变量值，赋给b指针指向的变量
	
	// b, a = a, b 交换指针变量的值，只是交换指针地址，并没交换指针地址指向的普通变量值

}

func TestPtrReviseCode(t *testing.T) {
	x, y := 1, 2

	swap(&x, &y) // 取普通变量的地址，得到指针变量，是指针类型*T，作为swap的入参

	fmt.Println(x, y) 
}

// 2 1

*指针变量 放在 := 的右侧，表示取指针变量指向的普通变量值，如 t := *a，取指针a指向的变量值，赋给变量t ；
当 *指针变量 放在 = 的左侧，表示把值设置给指向的变量，如 *b = t，把普通变量t的值，赋给指针b指向的变量。

5. 使用new( )函数创建指针（常用）

使用 new( ) 函数可以创建一个指针变量（初始化一个指针），得到一个对应类型的指针。创建过程会分配内存，指针指向的值为默认值。格式如下：

ins := new(类型)

创建一个指针变量str，它是一个字符串类型的指针。

package main

import "fmt"

func main() {
    str := new(string)
    *str = "ninja"

    fmt.Println(*str)
}

// ninja