Go語言指針的詳細介紹

本篇內(nèi)容介紹了“Go語言指針的詳細介紹”的有關(guān)知識，在實際案例的操作過程中，不少人都會遇到這樣的困境，接下來就讓小編帶領(lǐng)大家學(xué)習(xí)一下如何處理這些情況吧！希望大家仔細閱讀，能夠?qū)W有所成！

Go語言為程序員提供了控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)指針的能力，但是，并不能進行指針運算。Go語言允許你控制特定集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分配的數(shù)量以及內(nèi)存訪問模式，這對于構(gòu)建運行良好的系統(tǒng)是非常重要的。指針對于性能的影響不言而喻，如果你想要做系統(tǒng)編程、操作系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，指針更是不可或缺的一部分。

指針（pointer）在Go語言中可以被拆分為兩個核心概念：類型指針，允許對這個指針類型的數(shù)據(jù)進行修改，傳遞數(shù)據(jù)可以直接使用指針，而無須拷貝數(shù)據(jù)，類型指針不能進行偏移和運算。 切片，由指向起始元素的原始指針、元素數(shù)量和容量組成。
受益于這樣的約束和拆分，Go語言的指針類型變量即擁有指針高效訪問的特點，又不會發(fā)生指針偏移，從而避免了非法修改關(guān)鍵性數(shù)據(jù)的問題。同時，垃圾回收也比較容易對不會發(fā)生偏移的指針進行檢索和回收。

切片比原始指針具備更強大的特性，而且更為安全。切片在發(fā)生越界時，運行時會報出宕機，并打出堆棧，而原始指針只會崩潰。

C/C++中的指針

說到 C/C++ 中的指針，會讓許多人“談虎色變”，尤其是對指針的偏移、運算和轉(zhuǎn)換。

其實，指針是 C/C++ 語言擁有極高性能的根本所在，在操作大塊數(shù)據(jù)和做偏移時即方便又便捷。因此，操作系統(tǒng)依然使用C語言及指針的特性進行編寫。

C/C++ 中指針飽受詬病的根本原因是指針的運算和內(nèi)存釋放，C/C++ 語言中的裸指針可以自由偏移，甚至可以在某些情況下偏移進入操作系統(tǒng)的核心區(qū)域，我們的計算機操作系統(tǒng)經(jīng)常需要更新、修復(fù)漏洞的本質(zhì)，就是為解決指針越界訪問所導(dǎo)致的“緩沖區(qū)溢出”的問題。

要明白指針，需要知道幾個概念：指針地址、指針類型和指針取值，下面將展開詳細說明。

認識指針地址和指針類型

一個指針變量可以指向任何一個值的內(nèi)存地址，它所指向的值的內(nèi)存地址在 32 和 64 位機器上分別占用 4 或 8 個字節(jié)，占用字節(jié)的大小與所指向的值的大小無關(guān)。當(dāng)一個指針被定義后沒有分配到任何變量時，它的默認值為 nil。指針變量通?？s寫為 ptr。

每個變量在運行時都擁有一個地址，這個地址代表變量在內(nèi)存中的位置。Go語言中使用在變量名前面添加&操作符（前綴）來獲取變量的內(nèi)存地址（取地址操作），格式如下：

ptr := &v  // v 的類型為 T

其中 v 代表被取地址的變量，變量 v 的地址使用變量ptr 進行接收，ptr 的類型為*T，稱做 T 的指針類型，*代表指針。

指針實際用法，可以通過下面的例子了解：

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

運行結(jié)果：

0xc042052088 0xc0420461b0

代碼說明如下：第 8 行，聲明整型變量cat。 第 9 行，聲明字符串變量str。 第 10 行，使用 fmt.Printf 的動詞%p打印 cat 和 str 變量的內(nèi)存地址，指針的值是帶有0x十六進制前綴的一組數(shù)據(jù)。
提示：變量、指針和地址三者的關(guān)系是，每個變量都擁有地址，指針的值就是地址。

從指針獲取指針指向的值

當(dāng)使用&操作符對普通變量進行取地址操作并得到變量的指針后，可以對指針使用*操作符，也就是指針取值，代碼如下。

package mainimport ("fmt")func main() {// 準備一個字符串類型var house = "Malibu Point 10880, 90265"// 對字符串取地址, ptr類型為*stringptr := &house// 打印ptr的類型fmt.Printf("ptr type: %T\n", ptr)// 打印ptr的指針地址fmt.Printf("address: %p\n", ptr)// 對指針進行取值操作value := *ptr// 取值后的類型fmt.Printf("value type: %T\n", value)// 指針取值后就是指向變量的值fmt.Printf("value: %s\n", value)}

運行結(jié)果：

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

代碼說明如下：第 10 行，準備一個字符串并賦值。 第 13 行，對字符串取地址，將指針保存到變量 ptr 中。 第 16 行，打印變量ptr 的類型，其類型為 *string。 第 19 行，打印 ptr 的指針地址，地址每次運行都會發(fā)生變化。 第 22 行，對 ptr 指針變量進行取值操作，變量 value 的類型為 string。 第 25 行，打印取值后 value 的類型。 第 28 行，打印 value 的值。
取地址操作符&和取值操作符*是一對互補操作符，&取出地址，*根據(jù)地址取出地址指向的值。

變量、指針地址、指針變量、取地址、取值的相互關(guān)系和特性如下：對變量進行取地址操作使用&操作符，可以獲得這個變量的指針變量。 指針變量的值是指針地址。 對指針變量進行取值操作使用*操作符，可以獲得指針變量指向的原變量的值。

使用指針修改值

通過指針不僅可以取值，也可以修改值。

前面已經(jīng)演示了使用多重賦值的方法進行數(shù)值交換，使用指針同樣可以進行數(shù)值交換，代碼如下：

package mainimport "fmt"// 交換函數(shù)func swap(a, b *int) {// 取a指針的值, 賦給臨時變量tt := *a// 取b指針的值, 賦給a指針指向的變量*a = *b// 將a指針的值賦給b指針指向的變量*b = t}func main() {// 準備兩個變量, 賦值1和2x, y := 1, 2// 交換變量值swap(&x, &y)// 輸出變量值fmt.Println(x, y)}

運行結(jié)果：

2 1

代碼說明如下：第 6 行，定義一個交換函數(shù)，參數(shù)為 a、b，類型都為 *int 指針類型。 第 9 行，取指針a 的值，并把值賦給變量t，t 此時是 int 類型。 第 12 行，取 b 的指針值，賦給指針a 指向的變量。注意，此時*a的意思不是取 a 指針的值，而是“a 指向的變量”。 第 15 行，將 t 的值賦給指針b 指向的變量。 第 21 行，準備 x、y 兩個變量，分別賦值為 1 和 2，類型為 int。 第 24 行，取出 x 和 y 的地址作為參數(shù)傳給 swap() 函數(shù)進行調(diào)用。 第 27 行，交換完畢時，輸出 x 和 y 的值。
*操作符作為右值時，意義是取指針的值，作為左值時，也就是放在賦值操作符的左邊時，表示 a 指針指向的變量。其實歸納起來，*操作符的根本意義就是操作指針指向的變量。當(dāng)操作在右值時，就是取指向變量的值，當(dāng)操作在左值時，就是將值設(shè)置給指向的變量。

如果在 swap() 函數(shù)中交換操作的是指針值，會發(fā)生什么情況？可以參考下面代碼：

package mainimport "fmt"func swap(a, b *int) {b, a = a, b}func main() {x, y := 1, 2swap(&x, &y)fmt.Println(x, y)}

運行結(jié)果：

1 2

結(jié)果表明，交換是不成功的。上面代碼中的 swap() 函數(shù)交換的是 a 和 b 的地址，在交換完畢后，a 和 b 的變量值確實被交換。但和 a、b 關(guān)聯(lián)的兩個變量并沒有實際關(guān)聯(lián)。這就像寫有兩座房子的卡片放在桌上一字攤開，交換兩座房子的卡片后并不會對兩座房子有任何影響。

示例：使用指針變量獲取命令行的輸入信息

Go語言內(nèi)置的 flag 包實現(xiàn)了對命令行參數(shù)的解析，flag 包使得開發(fā)命令行工具更為簡單。

下面的代碼通過提前定義一些命令行指令和對應(yīng)的變量，并在運行時輸入對應(yīng)的參數(shù)，經(jīng)過 flag 包的解析后即可獲取命令行的數(shù)據(jù)。

【示例】獲取命令行輸入：

package main// 導(dǎo)入系統(tǒng)包import ("flag""fmt")// 定義命令行參數(shù)var mode = flag.String("mode", "", "process mode")func main() {// 解析命令行參數(shù)flag.Parse()// 輸出命令行參數(shù)fmt.Println(*mode)}

將這段代碼命名為 main.go，然后使用如下命令行運行：

go run main.go --mode=fast

命令行輸出結(jié)果如下：

fast

代碼說明如下：第 10 行，通過 flag.String，定義一個 mode 變量，這個變量的類型是 *string。后面 3 個參數(shù)分別如下：參數(shù)名稱：在命令行輸入?yún)?shù)時，使用這個名稱。參數(shù)值的默認值：與 flag 所使用的函數(shù)創(chuàng)建變量類型對應(yīng)，String 對應(yīng)字符串、Int 對應(yīng)整型、Bool 對應(yīng)布爾型等。參數(shù)說明：使用 -help 時，會出現(xiàn)在說明中。第 15 行，解析命令行參數(shù)，并將結(jié)果寫入到變量 mode 中。第 18 行，打印 mode 指針所指向的變量。
由于之前已經(jīng)使用 flag.String 注冊了一個名為 mode 的命令行參數(shù)，flag 底層知道怎么解析命令行，并且將值賦給 mode*string 指針，在 Parse 調(diào)用完畢后，無須從 flag 獲取值，而是通過自己注冊的這個mode 指針獲取到最終的值。代碼運行流程如下圖所示。

圖：命令行參數(shù)與變量的關(guān)系

創(chuàng)建指針的另一種方法——new() 函數(shù)

Go語言還提供了另外一種方法來創(chuàng)建指針變量，格式如下：

new(類型)

一般這樣寫

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

new() 函數(shù)可以創(chuàng)建一個對應(yīng)類型的指針，創(chuàng)建過程會分配內(nèi)存，被創(chuàng)建的指針指向默認值。

“Go語言指針的詳細介紹”的內(nèi)容就介紹到這里了，感謝大家的閱讀。如果想了解更多行業(yè)相關(guān)的知識可以關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編將為大家輸出更多高質(zhì)量的實用文章！