Golang 中的指针 - Pointer

Posted 2020-09-16 牛太黑

Go 的原生数据类型可以分为基本类型和高级类型，基本类型主要包含 string， bool， int 及 float 系列，高级类型包含 struct，array/slice，map，chan, func 。

 

相比 Java，Python，javascript 等引用类型的语言，Golang 拥有类似C语言的指针这个相对古老的特性。但不同于 C 语言，Golang 的指针是单独的类型，而不是 C 语言中的 int 类型，而且也不能对指针做整数运算。从这一点看，Golang 的指针基本就是一种引用。

 

那么 Golang 为什么需要指针？这种指针又能有什么独特的用途呢？

 

在学习引用类型语言的时候，总是要先搞清楚，当给一个函数/方法传参的时候，传进去的是值还是引用。实际上，在大部分引用型语言里，参数为基本类型时，传进去的大都是值，也就是另外复制了一份参数到当前的函数调用栈。参数为高级类型时，传进去的基本都是引用。这个主要是因为虚拟机的内存管理导致的。

 

内存管理中的内存区域一般包括 heap 和 stack， stack 主要用来存储当前调用栈用到的简单类型数据：string，boolean，int，float 等。这些类型的内存占用小，容易回收，基本上它们的值和指针占用的空间差不多，因此可以直接复制，GC也比较容易做针对性的优化。 复杂的高级类型占用的内存往往相对较大，存储在 heap 中，GC 回收频率相对较低，代价也较大，因此传引用/指针可以避免进行成本较高的复制操作，并且节省内存，提高程序运行效率。

 

因此，在下列情况可以考虑使用指针：1，需要改变参数的值；2，避免复制操作；3，节省内存；

 

而在 Golang 中，具体到高级类型 struct，slice，map，也各有不同。实际上，只有 struct 的使用有点复杂，slice，map，chan 都可以直接使用，不用考虑是值还是指针。

 

 

struct：

 

对于函数（function），由函数的参数类型指定，传入的参数的类型不对会报错，例如：

 

func passValue(s struct){}
 
func passPointer(s *struct){}

 

对于方法（method），接收者（receiver）可以是指针，也可以是值，Golang 会在传递参数前自动适配以符合参数的类型。也就是：如果方法的参数是值，那么按照传值的方式 ，方法内部对struct的改动无法作用在外部的变量上，例如：

 

package main
 
import "fmt"
 
type MyPoint struct {
    X int
    Y int
}
 
func printFuncValue(p MyPoint){
    p.X = 1
    p.Y = 1
    fmt.Printf(" -> %v", p)
}
 
func printFuncPointer(pp *MyPoint){
    pp.X = 1 // 实际上应该写做 (*pp).X，Golang 给了语法糖，减少了麻烦，但是也导致了 * 的不一致
    pp.Y = 1
    fmt.Printf(" -> %v", pp)
}
 
func (p MyPoint) printMethodValue(){
    p.X += 1
    p.Y += 1
    fmt.Printf(" -> %v", p)
}
 
// 建议使用指针作为方法（method：printMethodPointer）的接收者（receiver：*MyPoint），一是可以修改接收者的值，二是可以避免大对象的复制
func (pp *MyPoint) printMethodPointer(){
    pp.X += 1
    pp.Y += 1
    fmt.Printf(" -> %v", pp)
}
 
func main(){
    p := MyPoint{0, 0}
    pp := &MyPoint{0, 0}
 
    fmt.Printf("\n value to func(value): %v", p)
    printFuncValue(p)
    fmt.Printf(" --> %v", p)
    // Output: value to func(value): {0 0} -> {1 1} --> {0 0}
 
    //printFuncValue(pp) // cannot use pp (type *MyPoint) as type MyPoint in argument to printFuncValue
 
    //printFuncPointer(p) // cannot use p (type MyPoint) as type *MyPoint in argument to printFuncPointer
 
    fmt.Printf("\n pointer to func(pointer): %v", pp)
    printFuncPointer(pp)
    fmt.Printf(" --> %v", pp)
    // Output: pointer to func(pointer): &{0 0} -> &{1 1} --> &{1 1}
 
    fmt.Printf("\n value to method(value): %v", p)
    p.printMethodValue()
    fmt.Printf(" --> %v", p)
    // Output: value to method(value): {0 0} -> {1 1} --> {0 0}
 
    fmt.Printf("\n value to method(pointer): %v", p)
    p.printMethodPointer()
    fmt.Printf(" --> %v", p)
    // Output: value to method(pointer): {0 0} -> &{1 1} --> {1 1}
 
    fmt.Printf("\n pointer to method(value): %v", pp)
    pp.printMethodValue()
    fmt.Printf(" --> %v", pp)
    // Output: pointer to method(value): &{1 1} -> {2 2} --> &{1 1}
 
    fmt.Printf("\n pointer to method(pointer): %v", pp)
    pp.printMethodPointer()
    fmt.Printf(" --> %v", pp)
    // Output: pointer to method(pointer): &{1 1} -> &{2 2} --> &{2 2}
}

 

slice :

 

slice 实际上相当于对其依附的 array 的引用，它不存储数据，只是对 array 进行描述。因此，修改 slice 中的元素，改变会体现在 array 上，当然也会体现在该 array 的所有 slice 上。

可以使用 make([]int) 来创建并初始化 map 。

 

 

map :

 

使用 make(map[string]string) 返回的本身是个引用，可以直接用来操作：

 

map["name"]="Jason"；

 

而如果使用 map 的指针，反而会产生错误：

*map["name"]="Jason"  //  invalid indirect of m["title"] (type string)
(*map)["name"]="Jason"  // invalid indirect of m (type map[string]string)

 

 

chan :

 

make(chan int) 返回的是可以直接使用的 channel 。

 

 

func :

 

在 Golang 中，func 可以作为一种值被返回，因此也可以使用类似 Python 的 decorator 的方式来加工函数。