Go基础系列:14. 指针类型

学到什么

  1. 什么是指针?
  2. 什么是指针类型?
  3. 如何使用和创建指针类型变量?
  4. 如何从指针变量中取值?
  5. 如何传递指针?

什么是指针

先了解什么是内存地址?说通俗点就是电脑上数据存储位置的编号,就好比我们的身份证号一样。

指针也就是所说的内存地址,内存地址保存在指针变量里。

图解:图中左半部分是一个字符串数据,右半部分是指针变量,该指针变量存储了字符串数据的地址,图中的地址纯属虚构。

指针类型

指针类型是在任意类型前增加星号,格式如下:

*BaseType

BaseType 代表任意类型。

例:

  • *int 表示 int 类型变量的指针类型。
  • *string 表示 string 类型变量的指针类型。
type People struct {
	Name string
	Age  int
}
  • *People 表示 People 类型变量的指针类型。

如何创建指针变量

现在创建一个 *int 指针类型的变量,格式如下:

var p *int

p 是一个指针类型的变量,该变量还未初始化,现在给该变量初始化。

var num int =  11

p = &num

使用 & 符号获取变量 num 的地址并赋值给指针变量 p

输出指针变量信息,如下:

fmt.Println(p)
// 输出
0xc00000a088

0x 开头说明是十六进制,该十六进制就是变量 num 的内存地址。

空指针

空指针表示指针变量没有任何赋值,此时空指针变量等于 nil

var empty *int
fmt.Println(empty == nil) 

// 输出
true

nil 类似其它语言中的 null ,在 Go 语言中只能和指针类型、接口类型进行比较,也只能给指针类型变量和接口类型变量赋值。

指针取值

声明了一个指针变量后,如果想从指针变量中取值那该如何做,指针的取值常常被称作解引用,格式如下:

var num int =  11
var p *int

p = &num
// 取值
fmt.Println(*p)

// 输出
11

*p 表示从指针指向的变量num中取出值,取值时在指针变量前增加一个* 符号。

如果指针变量是空指针,再从中取值时,编译器会报错。

panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

结构体

如果指针变量是结构体指针类型时,获取结构体中的字段或调用方法时,无需在指针变量前增加*

p := &People{
			Name: "老苗",
			Age:  18,
		}

fmt.Pringln(p)

fmt.Println(p.Name)

fmt.Println((*p).Name)

// 输出
&{老苗 18}
老苗

总结:

  • 结构体指针输出的不是地址
  • 调用结构体的字段或方法时无需添加*

方法

上篇文章 中已经接触到了指针接收者的概念,这块简单说明一下,详细的请看看《自定义类型和结构体 - 方法》

如果通过方法想修改结构体中的字段时,可以将接收者设置为指针类型。

// type/struct.go
// ...

func (p *People) SetName(name string) {
	p.Name = name
}

func main() {
	people := People{
		Name: "老苗",
	}
	people.SetName("潇洒哥")
	fmt.Println(people.Name)
}
// 输出
潇洒哥

SetName方法的接收者 p 为指针类型,修改了 Name 字段,people 变量的数据也随之更改。

指针传递

在 Go 语言中大部分的类型都是值传递,也就是说通过函数传值时,函数内的修改是不能影响外部的,如果想更改就使用指针类型。

// pointer/function.go
// ...

func UpdateNum(num *int) {
	*num = 2
}

func main() {
	n := 1
	UpdateNum(&n)
	fmt.Println(n)
}

// 输出
2

UpdateNum 函数接受一个 *int 指针类型,形参 num 指针类型指向了实参变量 n ,因此对 num 的修改影响了变量 n 的值。

对于 Go 语言中的个别类型本身就是引用类型,不需要使用指针就可以在函数内部修改值而影响外部。

1. map 和 通道

这两个是引用类型,在传递时无需使用指针,通道在后续文章举例讲解。

// pointer/map.go
// ...

func SetCountry(countries map[string]string) {
	countries["china"] = "中国"
}

func main() {
	c := make(map[string]string)
	SetCountry(c)
	fmt.Println(c)
}

// 输出
map[china:中国]

该代码初始化了一个 map 类型,然后通过 SetCountry 函数修改其值。

2. 切片

在了解《内置集合 - 切片》 这篇文章后应该明白切片的底层引用的是数组,在切片传递时不会改变底层数组的引用,但如果对切片进行追加操作后,数组引用就会改变。

// pointer/slice.go
//...

func AppendAnimals(animals []string) {
	animals = append(animals, "老虎", "大象")
}

func main() {
	input := []string{"猴子"}
	AppendAnimals(input)
	fmt.Println(input)
}

// 输出
[猴子]

AppendAnimals函数给切片追加元素,但外部的变量 input 的值不受影响,因为 append 操作后底层数组会进行拷贝并改变引用。

如果在函数内想影响 input 变量,就使用指针解决。

// pointer/slice.go
//...

func AppendAnimalsPointer(animals *[]string) {
	*animals = append(*animals, "老虎", "大象")
}

func main() {
	input := []string{"猴子"}
	AppendAnimalsPointer(&input)
	fmt.Println(input)
}

// 输出
[猴子 老虎 大象]

在传递切片时如果只修改切片内容,即不追加元素,原切片数据将会受到影响,因为底层数组的引用没有改变。

// pointer/slice.go
//...

func UpdateAnimals(animals []string) {
	for i := range animals {
		animals[i] = "兔子"
	}
}

func main() {
	updateInput := []string{"老虎", "大象"}
	UpdateAnimals(updateInput)
	fmt.Println(updateInput)
}

// 输出
[兔子 兔子]

UpdateAnimals 函数修改了切片内容,通过输出可以看出 updateInput 变量数据已改变。

总结

指针可以节省复制的开销,但同时要考虑解引用和垃圾回收带来的影响,所以不要把使用指针作为性能优化的首选方案。

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