第8篇：引用数据类型之指针

Go之路指针引用数据类型

Go base

发布日期: 2020-12-27

文章字数: 2k

阅读时长: 7 分

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基础数据类型

整型，用于表示整数
浮点型，用于表示小数
复数，用来表示复数
布尔型，用于表示真/假
字符串，用于表示文本信息

复合数据类型

数组，用于表示多个数据（数据集合）
结构体，用于自定义一些数据集合和方法

引用数据类型

指针，用于表示内存地址的类型
切片，用于表示多个数据（数据集合）
字典，用于表示键值对集合
函数，用于将一个语句序列打包为一个单元，然后可以从程序中其它地方多次调用
通道，channel，是goroutine中的通信机制

接口数据类型

接口，用于约束和泛指数据类型

区别于C/C++中的指针，Go语言中的指针不能进行偏移和运算，是安全指针。

要搞明白Go语言中的指针需要先知道3个概念：指针地址、指针类型和指针取值。

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。类型指针不能进行偏移和运算。Go语言中的指针操作非常简单，只需要记住两个符号：&（取地址）和*（根据地址取值）。

一、指针地址和指针类型

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：

ptr := &v    // v的类型为T

其中：

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

举个例子：

func main() {
    a := 10
    b := &a
    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：

二、指针取值

在对普通变量使用&操作符取地址后会获得这个变量的指针，然后可以对指针使用*操作，也就是指针取值，代码如下。

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：\

1.对变量进行取地址（&）操作，可以获得这个变量的指针变量。
2.指针变量的值是指针地址。
3.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。

指针传值示例：

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
}

三、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
空指针的判断

package main

import "fmt"

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

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

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，

1.Type表示类型，new函数只接受一个参数，这个参数是一个类型
2.*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)
}

2. make

make也是用于内存分配的，区别于new，它只用于slice、map以及chan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)
}

3. new与make的区别

1.二者都是用来做内存分配的。
2.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；
3.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。

五、指针高级操作

数组的地址 == 数组的第一个元素的地址。

dataList := [3]int8{11, 22, 33}

fmt.Printf("数组的地址：%p；数组第一个元素的地址：%p \n", &dataList, &dataList[0])
// &dataList 和 &dataList[0] 的内存中存储的数据虽然相同，但他们是两个不同类型的指针。
// &dataList 是 *[3]int8 类型
// &dataList[0] 是 *int8 类型

指针的计算

package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {

    dataList := [3]int8{11, 22, 33}

    // 1.获取数组第一个元素的地址（指针）
    var firstDataPtr *int8 = &dataList[0]

    // 2.转换成Pointer类型
    ptr := unsafe.Pointer(firstDataPtr)

    // 3.转换成uintptr类型，然后进行内存地址的计算（即：地址加1个字节，意味着取第2个索引位置的值）。
    targetAddress := uintptr(ptr) + 1

    // 4.根据新地址，重新转换成Pointer类型
    newPtr := unsafe.Pointer(targetAddress)

    // 5.Pointer对象转换为 int8 指针类型
    value := (*int8)(newPtr)

    // 6.根据指针获取值
    fmt.Println("最终结果为：", *value)
}

六、指针小练习

程序定义一个int变量num的地址并打印
将num的地址赋给指针ptr，并通过ptr去修改num的值

package main

import "fmt"

func main() {
    var a int
    fmt.Println(&a)  // 0xc00000a0e0
    var p *int
    p = &a
    *p = 20
    fmt.Println(a)  // 20
}