Golang语言高级数据类型之指针篇

简介: 这篇文章详细讲解了Golang语言中的指针概念、指针地址和类型、定义指针变量、指针的细节操作、指针传值,以及内置函数new和make的用法和它们之间的区别。

                                              作者:尹正杰
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一.指针

1.指针概述

任何程序数据载入内存后,在内存都有他们的地址,这就是指针。而为了保存一个数据在内存中的地址,我们就需要指针变量。

Go语言中的指针不能进行偏移和运算,因此我们说Go语言的指针是只读的。

Go语言中的指针操作非常简单,我们只需要记住两个符号:
    - &:
        用于取地址。
    - *:
        根据地址取值。

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。

要搞明白Go语言中的指针需要先知道三个概念:
    - 指针地址: 
        &a
    - 指针取值: 
        *&a
    - 指针类型: 
        比如: "*int"

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。

2.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。

3.定义指针变量

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var (
        a int = 10

        // 定义指针变量,*int可以理解为指向int类型的指针。指针本质上指向的是一个内存地址
        b *int = &a // 取变量a的内存地址,将指针保存到b指针中
    )
    fmt.Printf("a类型: [%T], a的数据: [%v], a的地址: [%v]\n", a, a, &a)
    fmt.Printf("b类型:[%T], b的数据: [%v], b的地址: [%v]\n", b, b, &b)

    // 指针取值(根据指针去内存地址取值)
    c := *b
    fmt.Printf("c类型:[%T],c的数据: [%v], c的地址: [%v]\n", c, c, &c)
}

4.指针细节

4.1 基础数据类型又称为值类型

基础数据类型又称为值类型,都有对应的指针类型,形式为"*数据类型"。

比如int的对应指针就是"*int",float64对应的指针类型就是"*float64",以此类推。

4.2 可以通过"取指针值"改变指向值

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var (
        a int  = 100
        b *int = &a
    )

    fmt.Printf("a = [%T], a =[%v]\n", a, a)

    // 可以通过"取指针值"改变指向值
    *b = 200 // 把b指针的值取出并修改
    fmt.Printf("a = [%T], a =[%v]\n", a, a)
}

4.3 指针变量接收的一定是地址值

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var (
        a int  = 100
        // 指针变量接收的一定是地址值。
        // b *int = a  // 编译报错: "cannot use a (variable of type int) as *int value in variable declaration"
        b *int = &a
    )

    fmt.Printf("b = %v\n", b)

}

4.4 指针的地址类型和接受类型必须匹配

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var (
        a int  = 100
        // 指针的地址不可以不匹配,说白了,就是指针地址类型要匹配。
        // b *float64 = &a  // 编译报错: cannot use &a (value of type *int) as *float64 value in variable declaration
        b *int = &a
    )

    fmt.Printf("b = %v\n", b)

}

5.指针传值

5.1 案例一

package main

import (
    "fmt"
)

func modify1(x int) {
    x = 200
}

func modify2(x *int) {
    *x = 300
}

func main() {
    a := 100
    fmt.Printf("in main: %d\n", a)

    // 传递的是值
    modify1(a)
    fmt.Printf("after modify1: %d\n", a)

    // 传递的是指针变量
    modify2(&a)
    fmt.Printf("after modify2: %d\n", a)
}

5.2 案例二(注意,数组也是值类型哟~)

package main

import (
    "fmt"
)

func modifyArray1(x [3]int) {
    x[0] = 200
}

func modifyArray2(x *[3]int) {
    x[0] = 300
}

func main() {

    a := [3]int{1, 2, 3}
    fmt.Printf("in main:  %v\n", a)

    modifyArray1(a)
    fmt.Printf("after modifyArray1: %v\n", a)

    modifyArray2(&a)
    fmt.Printf("after modifyArray2: %v\n", a)
}

二.new和make

1.new

1.1 new概述

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函数主要用来分配值类型(int,float,bool,string,数组和struct结构体)的初始内存。

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。

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。

1.2 new案例

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    // a是一个int类型的指针,但并没有内存地址,但无法使用,写法错误!
    // var a *int
    // 正确的写法是,使用new得到一个int类型的指针,此时指针是有内存地址的。
    var a = new(int)

    fmt.Printf("内存地址: %v, 数据: %v, 类型: %T\n", a, *a, a)
    // 取出a的内存地址,并修改其值为100
    *a = 100

    // 对a指针类型进行初始化
    fmt.Printf("内存地址: %v, 数据: %v, 类型: %T\n", a, *a, a)

    // 声明一个"[3]int"数组类型指针并分配内存地址
    var b = new([3]int)
    fmt.Printf("内存地址: %v, 数据: %v, 类型: %T\n", b, *b, b)

    // 下面这种两种写法都是正确的,但Go编译器使用了语法糖,让我们可以有更简洁的写法。
    // (*b)[0] = 200
    b[0] = 200

    fmt.Printf("内存地址: %v, 数据: %v, 类型: %T\n", b, *b, b)
}

2.make

2.1 make概述

make也是用于内存分配的,区别于new,它只用于slice切片、map以及管道chan,接口interface等的内存分配。

make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chan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。

2.2 make案例

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var teacher map[string]int

    // 对引用类型的数据进行初始化操作,用于分配内存地址
    teacher = make(map[string]int, 10)

    teacher["尹正杰"] = 20

    fmt.Println(teacher)

}

3.new和make的区别

相同点:
    二者都是用来做内存分配的。

不同点:
  - 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:
        - make只能对内置数据类型进行申请内存;
        - 返回是数据值本身;

  - 而new用于类型的内存分配,返回的是指向类型的指针:
        - new方法主要给struct等非内置数据类型申请空间
        - 返回的是一个指针类型
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