09.Golang指针介绍

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[TOC]

### 前言

![09.Golang指针介绍01.jpeg](https://lilinchao.com/usr/uploads/2022/07/4122780185.jpeg)

### 一、概述

指针也是一种类型，也可以创建变量，称之为指针变量。指针变量的类型为 `*Type`，该指针指向一个 `Type` 类型的变量。指针变量最大的特点就是**存储的某个实际变量的内存地址**，通过记录某个变量的地址，从而**间接的操作该变量**。

![09.Golang指针介绍02.jpg](https://lilinchao.com/usr/uploads/2022/07/2988897214.jpg)

比如，想把"100"这个数写入程序中作为一个变量，程序一启动将数字"100"加载到内存当中，假设内存地址是`0x0201`),在程序中将数字"100"赋值给变量`x`，将内存地址赋值给变量`y`。这时候变量`y`就是一个指针变量。通过变量`x`和变量`y`都可以获取到数字"100"。

Go语言中的指针不能进行偏移和运算，因此Go语言中的指针操作非常简单，我们只需要记住两个符号：`&`（取地址）和`*`（根据地址取值）。

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。

### 二、创建指针

创建指针有三种方法：

+ **第一种**：定义普通变量，再通过获取该普通变量的地址创建指针

```go
  func main(){
  	// 定义普通变量 x
  	x := "李林超博客"
  	// 取普通变量 x 的地址创建指针 ptr
  	ptr := &x
  	fmt.Println(ptr) 	//0xc00003c250
  }
  ```

+ **第二种**：先创建指针并分配好内存，再给指针指向的内存地址写入对应的值

```go
  func main(){
  	//创建指针
  	ptr2 := new(string)
  	//给指针指向的内存地址写入对应的值
  	*ptr2 = "李林超博客欢迎你"
  	fmt.Println(ptr2)	//0xc000088220
  	fmt.Println(*ptr2)	//李林超博客欢迎你
  }
  ```

new()函数会在下面篇幅进行详细介绍。

+ 第三种：先声明一个指针变量，再从其他变量获取内存地址给指针变量

```go
  func main(){
  	//定义一个变量 x2
  	x2 := "Hello GO"
  	//声明指针变量
  	var p *string
  	//指针初始化
  	p = &x2
  	fmt.Println(p)	//0xc00003c250
  	fmt.Println(*p)	//Hello GO
  }
  ```

### 三、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：

```go
ptr := &v    // v的类型为T
```

**说明**

- 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。

**示例**

```go
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
}
```

`b := &a`的图示：

![09.Golang指针介绍03.png](https://lilinchao.com/usr/uploads/2022/07/3906420700.png)

**提示**：变量、指针和地址三者的关系是，**每个变量都拥有地址**，**指针的值就是地址**。

### 四、指针取值

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。

**示例**

```go
//指针取值
func main(){
	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)
}
```

**运行结果**

```
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**

```go
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、使用指针修改值

通过指针不仅可以取值，也可以修改值。

> 示例：通过指针进行数值交换

```go
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
```

**总结**（重点）

`*`操作符作为右值时，意义是取指针的值，作为左值时，也就是放在赋值操作符的左边时，表示 a 指针指向的变量。

其实归纳起来，`*`操作符的根本意义就是操作指针指向的变量。当操作在右值时，就是取指向变量的值，当操作在左值时，就是将值设置给指向的变量。

如果在 swap() 函数中交换操作的是指针值，会发生什么情况？

**示例代码**

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

**运行结果**

```
1 2
```

结果表明，交换是不成功的。上面代码中的 swap() 函数交换的是 a 和 b 的地址，在交换完毕后，a 和 b 的变量值确实被交换。但和 a、b 关联的两个变量并没有实际关联。

这就像写有两座房子的卡片放在桌上一字摊开，交换两座房子的卡片后并不会对两座房子有任何影响。

### 六、new和make

**先看一个示例**

```go
func main() {
	var a *int
	*a = 100
	fmt.Println(*a)

var b map[string]int
	b["llc"] = 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。

#### new

new是一个内置的函数，它的函数签名如下：

```go
func new(Type) *Type
```

**说明**

- 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。

**示例：**

```go
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：

```go
func main() {
	var a *int
	a = new(int)
	*a = 10
	fmt.Println(*a)	//10
}
```

#### 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：

```go
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。

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：

```go
func main() {
	var b map[string]int
	b = make(map[string]int, 10)
	b["llc"] = 100
	fmt.Println(b)	//map[llc:100]
}
```

#### new与make的区别

1. 二者都是用来做内存分配的。
2. 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。
3. 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。

*附参考文章链接*

*http://www.go-edu.cn/2022/05/08/%E6%8C%87%E9%92%88/*

*https://www.liwenzhou.com/posts/Go/07_pointer/*

*http://c.biancheng.net/view/21.html*

标签: Golang基础

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