go语言的指针

各大语言指针浅谈

  • 跟其他支持指针的语言不同,go语言的指针不支持指针运算
  • Go语言允许你控制特定集合的数据结构、分配的数量以及内存访问模式,这对于构建运行良好的系统是非常重要的。指针对于性能的影响不言而喻,如果你想要做系统编程、操作系统或者网络应用,指针更是不可或缺的一部分

C/C++中的指针

  • C/C++ 语言拥有极高性能的根本所在,在操作大块数据和做偏移时即方便又便捷。因此,操作系统依然使用C语言及指针的特性进行编写
  • C/C++ 中指针饱受诟病的根本原因是指针的运算和内存释放,C/C++ 语言中的裸指针可以*偏移,甚至可以在某些情况下偏移进入操作系统的核心区域,我们的计算机操作系统经常需要更新、修复漏洞的本质,就是为解决指针越界访问所导致的“缓冲区溢出”的问题

go语言的指针

  • 类型指针,允许对这个指针类型的数据进行修改,传递数据可以直接使用指针,而无须拷贝数据,类型指针不能进行偏移和运算
  • 切片,由指向起始元素的原始指针、元素数量和容量组成,切片在发生越界时,运行时会报出宕机,并打出堆栈,而原始指针只会崩溃。

​ 受益于这样的约束和拆分,Go语言的指针类型变量即拥有指针高效访问的特点,又不会发生指针偏移,从而避免了非法修改关键性数据的问题。同时,垃圾回收也比较容易对不会发生偏移的指针进行检索和回收

认识指镇地址和指针类型

​ 一个指针变量可以指向任何一个值的内存地址,它所指向的值的内存地址在 32 和 64 位机器上分别占用 4 或 8 个字节,占用字节的大小与所指向的值的大小无关。当一个指针被定义后没有分配到任何变量时,它的默认值为 nil。指针变量通常缩写为 ptr

​ 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语言中使用在变量名前面添加&操作符(前缀)来获取变量的内存地址(取地址操作),格式如下:

ptr := &v    //v的类型为 T

其中 v 代表被取地址的变量,变量 v 的地址使用变量 ptr 进行接收,ptr 的类型为*T,称做 T 的指针类型,*代表指针

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    var cat int = 1
    var str string = "banana"
    fmt.Printf("%p %p", &cat, &str)
}

运行结果

0xc042052088 0xc0420461b0

代码说明

  • 第 8 行,声明整型变量 cat
  • 第 9 行,声明字符串变量 str
  • 第 10 行,使用 fmt.Printf 的动词%p打印 cat 和 str 变量的内存地址,指针的值是带有0x十六进制前缀的一组数据

从指针获取指针指向的值

当使用&操作符对普通变量进行取地址操作并得到变量的指针后,可以对指针使用*操作符,也就是指针取值,代码如下

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    // 准备一个字符串类型
    var house = "Malibu Point 10880, 90265"
    // 对字符串取地址, ptr类型为*string
    ptr := &house
    // 打印ptr的类型
    fmt.Printf("ptr type: %T\n", ptr)
    // 打印ptr的指针地址
    fmt.Printf("address: %p\n", ptr)
    // 对指针进行取值操作
    value := *ptr
    // 取值后的类型
    fmt.Printf("value type: %T\n", value)
    // 指针取值后就是指向变量的值
    fmt.Printf("value: %s\n", value)
}

运行结果:

ptr type: *string
address: 0xc0420401b0
value type: string
value: Malibu Point 10880, 90265

代码说明

  • 第 10 行,准备一个字符串并赋值。
  • 第 13 行,对字符串取地址,将指针保存到变量 ptr 中。
  • 第 16 行,打印变量 ptr 的类型,其类型为 *string
  • 第 19 行,打印 ptr 的指针地址,地址每次运行都会发生变化
  • 第 22 行,对 ptr 指针变量进行取值操作,变量 value 的类型为 string
  • 第 25 行,打印取值后 value 的类型
  • 第 28 行,打印 value 的值

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使用&操作符,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使用*操作符,可以获得指针变量指向的原变量的值

使用指针修改值

通过指针不仅可以取值,也可以修改值

前面已经演示了使用多重赋值的方法进行数值交换,使用指针同样可以进行数值交换,代码如下:

package main
import "fmt"
// 交换函数
func swap(a, b *int) {
    // 取a指针的值, 赋给临时变量t
    t := *a
    // 取b指针的值, 赋给a指针指向的变量
    *a = *b
    // 将a指针的值赋给b指针指向的变量
    *b = t
}
func main() {
// 准备两个变量, 赋值1和2
    x, y := 1, 2
    // 交换变量值
    swap(&x, &y)
    // 输出变量值
    fmt.Println(x, y)
}

运行结果:

2 1

创建指针的另一种方法——new()函数

一般写法

str := new(string)
*str = "Go语言教程"
fmt.Println(*str)

new() 函数可以创建一个对应类型的指针,创建过程会分配内存,被创建的指针指向默认值。

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