3.1Go语言基础之指针

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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）。

二、指针地址

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。

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：

三、指针类型

3.1 定义

普通变量存储的是对应类型的值，这些类型就叫值类型；
指针类型的变量存储的是一个地址，所以又叫指针类型或引用类型；（任何类型都可以有指针类型，对于所有类型指针类型都生效）比如说：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。
指针类型默认值为nil（空内存地址0x0）

a就是一个指针类型，存储的是内存地址，b是一个值类型，存储的是对应的值。

下面通过一个实例再来理解一下：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var b int32 //b为值类型，存储的是对应的值
    b = 156
    var a *int32 //a为指针类型，存储的是内存地址
    fmt.Printf("addr of a:%v\n", a) //指针a未赋值，其的默认值为nil，也就是空内存地址0x0
    a = &b //a目前是一个指针，打印出来的也就是b（通过&取的内存地址）的内存地址
    fmt.Printf("%v\n", a)
    fmt.Printf("%v\n", *a) //*a表示取指针类型里指向的那块内存地址所对应的值
}

执行结果如下：

3.2 声明定义

指针类型定义， var 变量名 *类型

实例：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var a *int
    var b int = 200

    a = &b
    fmt.Printf("value of a %v\n", a)  //打印的是指针a的值
    fmt.Printf("address of b %v\n", &b) //打印的是变量b的内存地址
    fmt.Printf("address of a %v\n", &a)  //打印指针a的内存地址

    *a = 300   //修改指针a存的内存地址所对应的值的值（其实就是修改b）
    fmt.Printf("value of b %v\n", b)  //打印变量b看是否修改成功
    fmt.Printf("type of a %T\n", a)  //%T能够打印变量的类型
}

执行结果：

3.3 指针初始化

3.3.1 方法1

var a *int = &b

再定义指针a之后，我们必须要为其初始化（不初始化，是一个空内存地址，程序会直接崩溃），也就是为其赋值，这里我们为指针a传入的是一个内存地址（也就分配了内存了），因为变量b在定义时已经为其分配了内存，这里是把变量b的内存地址赋值给了指针a；

3.3.2 方法2 new

var p *int = new(int)

变量p此时为指针，其指向的是一个类型为int的内存地址（底层new为其分配内存地址，做了初始化），然后就可以对指针p进行操作了

3.4 指针类型变量的默认值

指针类型变量的默认值为nil，也就是空地址0x0。所有操作都是有内存才能操作。

下面通过一个实例来验证下对一个空地址操作，程序就会崩溃：

实例：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var a *int //只是定义了一个指针a
    *a = 100   //现在修改指针a，但指针a是空，必然会报错
    fmt.Printf("%d\n", *a)
}

执行结果如下：

所以我们写程序一定要严谨，加上判断，可见如下例子：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := 25
    var b *int
    if b == nil { //如果指针b是空地址，就为其赋值，不然程序会崩溃
        fmt.Printf("b is %v\n", b)
        b = &a
        fmt.Printf("b after initialization is %v\n", b)
    }
}

执行结果如下：

四、指针取值

4.1 操作指针变量指向的地址里面的值

注意：

通过* 符号可以获取指针变量指向的变量

*指针变量：就能够获得指针变量中存的内存地址对应的值。

如果想要修改指针变量的存的内存地址所对应的值？

方法：*指针变量 = 要修改的值

实例：

package main

import "fmt"

func main() {
	b := 255
	a := &b
	fmt.Println("address of b is", &b)
	fmt.Println("address of a is", a)
	fmt.Println("value of b is", *a) //获取指针变量中存的内存地址对应的值

	*a = 90 //修改指针变量的存的内存地址所对应的值
	fmt.Println("address of b is", b)
}

执行结果如下图所示：

4.2 通过指针修改变量的值

如果想要修改指针变量的存的内存地址所对应的值？

方法：*指针变量 = 要修改的值

实例：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    b := 255
	a := &b
	fmt.Println("address of b is", &b)
	fmt.Println("address of a is", a)
	fmt.Println("value of b is", *a)
	*a++ //修改指针变量的存的内存地址所对应的值
	fmt.Println("new value of b is", b)
}

执行结果如下：

4.3 指针变量传参

1、如果是一个值类型，通过函数是改不了他的值。

2、无论是指针类型还是值类型，函数传参都是值拷贝，只不过指针类型拷贝的是内存地址，无论指针类型的内存地址指向的那个值有多大，指针类型永远是拷贝8个字节（64位操作系统 int64 32位操作系统是4个字节 int32），所以说如果指针类型指向的那块内存地址存的值很大的话，指针传值性能更高。

下面通过这个例子来详细解释下：

实例1：

package main

import (
    "fmt"
)

func modify(a int) {
    fmt.Printf("2. address of a=%p, value of a:%v\n", &a, a)
    a = 1000
}

func modify2(a *int) {
    fmt.Printf("4. address of a:%v, value of a :%v\n", &a, a)
    *a = 1000
}

func main() {
    var b int = 100
    fmt.Printf("1. address of b=%p, value of b:%v\n", &b, b)
    modify(b)

    var p *int = &b
    fmt.Printf("3. address of p:%v, value of p:%v\n", &p, p)

    modify2(p)
    fmt.Printf("b=%d\n", b)
}

执行结果如下：

解释：

1、函数传参是值的拷贝，只不过值类型传递的是值，指针类型（引用类型）传递的是内存地址。

2、定义b为100，当首先执行modify函数时，传递的是b的副本，所以无论函数中怎么修改，是不影响变量b值本身的。在经过modify2函数执行后，虽然传递的也是副本，但是传递的是b的内存地址，而函数又是基于该内存地址进行修改的，所以值由100修改为了1000

实例2：

package main

import (
    "fmt"
)

func change(val *int) {
    *val = 55 //修改指针多存的内存地址对应的值
}
func main() {
    a := 58
    fmt.Println("value of a before function call is", a)
    b := &a //传入a的内存地址
    change(b)
    fmt.Println("value of a after function call is", a)
}

执行结果如下：

实例3：

package main

import (
    "fmt"
)

func modify(arr *[3]int) {
    (*arr)[0] = 90
}
func main() {
    a := [3]int{89, 90, 91}
    modify(&a)   //传递的是内存地址所以可以修改
    fmt.Println(a)
}

执行结果如下：

4.4 切片传参

实例：

package main

import (
    "fmt"
)

func modify(sls []int) {
    sls[0] = 90
}
func main() {
    a := [3]int{89, 90, 91}
    modify(a[:]) //切片是引用类型，所以底层也是指针，所以是可以修改的，修改是生效的
    fmt.Println(a)
}

执行结果如下：

4.5 总结

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：

对变量进行取地址（&）操作，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，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
}

五、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["北京哈登"] = 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。

5.1 new

new是一个内置的函数，它的函数签名如下：

func new(Type) *Type

其中，

Type表示类型，new函数只接受一个参数，这个参数是一个类型
*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)
}

5.2 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["哈登"] = 100
	fmt.Println(b)
}

5.3 new与make的区别

二者都是用来做内存分配的。
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；
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。

换一种说法：

简单来说，

1、make用来分配引用类型的内存，比如 map、 slice以及channel，make除了分配内存外，还为这些复杂的数据类型（底层结构复杂，有很多字段在里面）做初始化

2、new用来分配除引用类型的所有其他类型的内存，比如 int、数组等，其实new可以为任何类型的分配内存，只不过针对引用类型（切片、map）来说，new虽然可以为其分配内存，但是其还是需要借助make去初始化。

下面通过这个实例来深入理解下：

package main

import (
    "fmt"
)

type User struct {
    Name string
    age  int
}

func test1() {
    var p *int = new(int)
    *p = 1000
    fmt.Printf("p:%v address:%v\n", *p, p)

    var pUser *User = new(User)
    (*pUser).age = 100   
    pUser.Name = "user01"   //正常来说规范写应该是(*pUser).Name，但是go语言针对结构体这里做了优化（切片、map不可以，依然需要规范写），可以简化写。

    fmt.Printf("user:%v\n", *pUser)
}

func test2() {
    var p *[]int = new([]int) //new为切片分配内存
    *p = make([]int, 10)      //切片需要make为其初始化才能使用

    (*p)[0] = 100
    (*p)[2] = 100

    fmt.Printf("p:%#v\n", *p)

    var p1 *map[string]int = new(map[string]int) //new为map分配内存
    *p1 = make(map[string]int, 10)               //map需要make为其初始化才可以使用
    (*p1)["key"] = 100
    (*p1)["key2"] = 200

    fmt.Printf("p:%#v\n", *p1)
}

func main() {
    test1()
    test2()
}

执行结果如下：

六、值拷贝和引用拷贝

6.1 值拷贝

值类型拷贝，相当于完全拷贝一份（有副本存在），当对副本进行修改时，无论如何是不影响变量本身的。

实例1：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var a int = 100
    fmt.Printf("a addr is %p\n", &a)
    b := a
    fmt.Printf("b addr is %p\n", &b)
    a = 50
    fmt.Printf("a addr is %p\n", &a)
    fmt.Printf("a=%d b=%d", a, b)
}

执行结果如下：

解释：

正如此题，a赋值给b，其做的就是一个值拷贝，b就相当于是拷贝的这个副本，无论b如何变化，是不影响a本身的，本身他们就是2块独立的内存地址。所以a的值在变化后，b是不受影响的。

6.2 引用拷贝

引用拷贝，拷贝的是内存地址，所以当其中一个变量修改了，另一个变量也会修改，因为他们对应的是同一个内存地址。

通过如下例子再来理解一下：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var a int = 100
    var b *int = &a
    var c *int = b
    *c = 200
    fmt.Printf("a=%v b=%v c=%v", a, *b, *c)
}

执行结果如下：

解释:

我们可以发现a、b和c都是同事指向同一内存地址，一旦对任何一个变量修改，另外两个变量也会修改。