【Go语言】深入解读Go语言中的指针,助你拨开迷雾见月明

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所属的专栏: Go语言开发零基础到高阶实战
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文章目录

  • Go语言中的指针
    • 一、指针的基本概念
      • [1. 获取变量的地址](#1. 获取变量的地址)
      • [2. 访问指针指向的值](#2. 访问指针指向的值)
    • 二、指针的基本用法
      • [1. 定义指针](#1. 定义指针)
      • [2. 使用`new`函数创建指针](#2. 使用new函数创建指针)
      • [3. 指针作为函数参数](#3. 指针作为函数参数)
      • [4. 指针作为函数返回值](#4. 指针作为函数返回值)
      • [5. 空指针检查](#5. 空指针检查)
    • 三、指针的高级用法
      • [1. 指针数组和指针切片](#1. 指针数组和指针切片)
      • [2. 数组指针](#2. 数组指针)
      • [3. 指针和切片](#3. 指针和切片)
      • [4. 指针和方法](#4. 指针和方法)
      • [5. 接口中的指针](#5. 接口中的指针)
      • [6. 指针的指针](#6. 指针的指针)
    • 四、总结

Go语言中的指针

在Go语言中,指针是一种特殊的变量类型,它用于存储变量的内存地址。通过指针,程序可以直接访问和修改变量的值,这在处理大型数据结构、优化内存使用和提高程序性能时非常有用。本文将结合具体案例,详细讲解Go语言中指针的用法,包括定义指针、使用指针访问和修改变量值、指针作为函数参数和返回值、指针数组和切片、结构体指针、空指针检查等。

一、指针的基本概念

指针是指向内存地址的变量。在Go语言中,使用*操作符来声明一个指针变量。例如:

go 复制代码
var p *int // 声明一个指向int型变量的指针

这里p是一个整型指针,它存储的是一个整型变量的内存地址。

1. 获取变量的地址

通过在变量名前加上&符号,可以获取变量的内存地址。例如:

go 复制代码
var x int = 10
var p *int = &x // p存储了x的地址

2. 访问指针指向的值

通过在指针变量前加上*符号,可以访问指针指向的值。例如:

go 复制代码
fmt.Println(*p) // 输出指针p指向的值,即变量x的值

二、指针的基本用法

1. 定义指针

在Go语言中,使用*操作符定义指针变量。例如:

go 复制代码
package main

import "fmt"

func main() {
	var x int = 42
	var p *int = &x // 定义一个int类型的指针变量p,并将x的地址赋值给p
	//获取指针指向的地址中存的值
	fmt.Println(*p)
}

2. 使用new函数创建指针

new函数用于创建一个指定类型的零值指针变量。例如:

go 复制代码
p := new(int) // 创建一个int类型的零值指针变量
*p = 42 // 通过指针设置值
fmt.Println("Value stored in p:", *p)

3. 指针作为函数参数

将指针作为函数参数,可以在函数内部修改原始变量的值,从而避免函数对变量进行拷贝,提高程序的性能。例如:

go 复制代码
func changeValue(a *int) {
    *a = 20
}

func main() {
    x := 10
    fmt.Println("Before:", x)
    changeValue(&x)
    fmt.Println("After:", x)
}

输出结果为:

Before: 10
After: 20

这表明我们通过指针修改了x的值。

4. 指针作为函数返回值

函数可以返回指针类型的值,以便在函数外部访问函数内部创建的变量。

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 指针函数, 指针是可以用作函数的返回值
func main() {
	// 调用了这个函数后,可以得到一个指针类型的变量。
	ptr := f5()

	//内存地址正常打印前面带个&
	fmt.Println("ptr:", ptr)
	fmt.Printf("ptr:%p\n", ptr)
	fmt.Printf("ptr类型:%T\n", ptr)
	fmt.Println("ptr的地址:", &ptr)
	fmt.Println("ptr地址中的值:", *ptr)

	// 使用
	fmt.Println((*ptr)[0])
	ptr[0] = 10
	fmt.Println(ptr[0])

}

// 调用该函数后返回一个指针,此时返回个数组指针
func f5() *[4]int {
	arr := [4]int{1, 2, 3, 4}
	//内存地址往往被赋值给指针
	return &arr

}

5. 空指针检查

在使用指针之前,应该进行空指针检查,以避免出现空指针引用的错误。可以使用nil值来表示空指针。例如:

go 复制代码
package main

import "fmt"

func main() {
	var p *int // 声明一个int类型的指针变量,默认值为nil
	if p != nil {
		fmt.Println(*p) // 对非空指针进行操作
	} else {
		fmt.Println("Pointer is nil")
	}
}

三、指针的高级用法

1. 指针数组和指针切片

指针数组和指针切片允许我们存储多个指针变量,并通过这些指针访问和修改对应的值。

指针数组
go 复制代码
package main

import "fmt"

func main() {

	a := 1
	b := 2
	c := 3
	d := 4

	// 创建一个指针数组
	arr1 := [4]*int{&a, &b, &c, &d}
	fmt.Println(arr1)

	// 通过指针修改a的值
	// arr1[0] 0xc00000e0a8
	*arr1[0] = 100
	fmt.Println(a)

	a = 200
	fmt.Println(*arr1[0])
}
指针切片
go 复制代码
slice := []int{4, 5, 6}
var pSlice *[]int = &slice
fmt.Println("Pointer to Slice:", *pSlice)

2. 数组指针

数组指针,首先应该是一个指针,指向了一个数组

go 复制代码
package main

import "fmt"

// 数组指针
func main() {

	// 创建数组,值传递。fun
	arr1 := [4]int{1, 2, 3, 4}
	fmt.Println("arr1:", arr1)
	fmt.Printf("arr1指向的地址:%p\n", &arr1)

	// 创建一个指针,指向这个数组的地址,通过指针来操作数组
	//var p1 *[4]int
	//创建指针方法二
	p1 := new([4]int)
	p1 = &arr1
	fmt.Printf("p1指向的地址: %p\n", p1)
	fmt.Printf("p1自己的地址: %p\n", &p1)
	fmt.Println("p1指向的地址的值: ", *p1)
	fmt.Printf("p1指向的地址的值: %v\n", *p1)

	// 操作数组指针 来修改数组
	(*p1)[0] = 100 // 原生写法
	fmt.Println("arr1:", arr1)
	fmt.Println("p1指向的地址的值: ", *p1)

	// 语法糖:由于p1指向了arr1这个数组,所以可以直接用p1来操控数组
	// 指向了谁,这个指针就可以代表谁。
	// p1 = arr1
	p1[0] = 200 // 在程序中,我们更多时候是这样在使用指针的
	fmt.Println("arr1:", arr1)
	fmt.Println("p1指向的地址的值: ", *p1)

}

3. 指针和切片

在Go语言中,切片本身就是通过指针引用的,因此修改切片元素的值也会影响到原始数组。但是,当重新分配切片时(例如使用append函数),切片的底层数组可能会改变,此时原有的切片指针将不再指向新的底层数组。

go 复制代码
func modifySlice(s *[]int) {
    (*s)[0] = 99
    *s = append(*s, 100)
}

func main() {
    slice := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println("Original Slice:", slice)
    modifySlice(&slice)
    fmt.Println("Modified Slice:", slice)
}

4. 指针和方法

在Go语言中,方法的接收者可以是值类型或指针类型。使用指针作为接收者可以减少数据拷贝,提高性能,特别是当处理大型结构体时。

go 复制代码
type Rectangle struct {
    Width  int
    Height int
}

func (r *Rectangle) Area() int {
    return r.Width * r.Height
}

func main() {
    rect := Rectangle{Width: 5, Height: 10}
    fmt.Println("Area:", rect.Area())
}

5. 接口中的指针

在Go语言中,接口是一种类型,它定义了对象的行为。当接口的实现是大型结构体时,使用指针作为接口的实现可以减少数据拷贝,提高性能。

go 复制代码
type Shape interface {
    Area() float64
}

type Circle struct {
    Radius float64
}

func (c *Circle) Area() float64 {
    return math.Pi * c.Radius * c.Radius
}

func printArea(s Shape) {
    fmt.Println("Area:", s.Area())
}

func main() {
    circle := Circle{Radius: 5}
    printArea(&circle) // 注意这里传递的是&circle,因为Circle的Area方法接收的是指针
}

注意:在上面的printArea函数调用中,我们传递了&circle而不是circle,因为CircleArea方法接收的是*Circle类型的参数。

6. 指针的指针

指针的套娃,指针指向指针 , 指针类型 第一个*指针类型, *int是这个指针对应的类型。

如何理解多个符号,第一个取出来后,后面就是它存的类型 *(*(int))

go 复制代码
package main

import "fmt"

func main() {

	// 声明 普通变量
	var a int = 10

	// 声明 指针变量,指向a, 指针其实就是一个特殊的变量而已。,ptr命名  p
	// 定义变量格式  var ptr *类型
	var p *int
	p = &a // 指针变量赋值

	// 指针的套娃,指针指向指针 , 指针类型 第一个*指针类型, *int是这个指针对应的类型
	// 如何理解多个符号,第一个取出来后,后面就是它存的类型 *(*(int))
	var ptr **int
	ptr = &p
	//
	fmt.Printf("ptr变量存储的指针的地址:%p\n", ptr) //就是p的地址
	fmt.Printf("ptr变量自己的地址:%p\n", &ptr)
	fmt.Printf("*ptr变量存储的地址:%p\n", *ptr)     //就是p存的指针的地址
	fmt.Printf("*ptr变量存储的地址中的值:%d\n", **ptr) //就是p存的指针的地址指向的值,即是a的值
	// 修改变量a就有了无数种方式
	**ptr = 1111
	fmt.Println(a)
}

四、总结

指针在Go语言中是一种非常强大的工具,它允许我们直接访问和修改内存中的值,优化内存使用和提高程序性能。然而,过度使用指针也可能导致代码难以理解和维护,还可能引发内存泄漏和悬空指针等问题。因此,在使用指针时要谨慎,并遵循Go语言的指针使用规范。

通过本文的详细讲解和具体案例,相信读者已经对Go语言中的指针有了更深入的了解。在实际开发中,可以根据项目需求,在合适的场景中使用指针来优化程序性能。

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