Go语言中的指针

本文通过简单的练习来对Go语言中的指针有所了解。

关于指针的主要几点：

指针类型：一个指针类型*T表示指向给定类型的变量的所有指针的集合，该给定类型T称为基本类型。未初始化的指针的值是nil。
变量：一个变量是保存一个值的存储位置。允许的值的集合由变量的类型决定。
寻址操作：对于类型为T的操作数x，寻址操作&x会产生一个指向x的类型为*T的指针。对于指针类型为*T的操作数y，指针间接寻址*y表示y指向的类型为T的变量。

本文使用的Go版本：

$ go version
go version go1.18 darwin/amd64

练习1

var a int = 111
var b *int = &a

fmt.Println("a的值是:", a)   // 111
fmt.Println("a的地址是:", &a) // 0xc000016098
fmt.Println("b的值是:", b)   // 0xc000016098
fmt.Println("b的地址是:", &b) // 0xc0000ac018

*b = *b + 1
fmt.Println(a, b) // 112 0xc000016098

代码中声明了一个整型的变量a，以及一个指向整型变量a的*int类型的指针变量b。

内存地址表示数据在内存中存放的位置。如上图所示，a相当于是内存地址0xc000016098的一个名字（用于引用计算机内存地址），当我们获取a的值时，就是获取内存地址0xc000016098存储的数据。而指针类型的变量b（代表内存地址0xc0000ac018）存储的是变量a代表的地址，它存储的值就是一个地址。

当使用*b进行指针间接寻址时，可以理解为：找到b代表的内存地址0xc0000ac018中存储的值，存储的是一个地址0xc000016098，于是去拿地址0xc000016098中存储的值111。

当对*b进行赋值时（首先赋值符号=右侧已经计算出结果为112了），将b代表的内存地址0xc0000ac018中，存储的地址0xc000016098中，存储的值改为112。修改的是内存地址0xc000016098中存储的值，所以再次打印a(代表内存地址0xc000016098)的值时，已经变为了112。

练习2

对于类型为T的操作数x，寻址操作&x会产生一个指向x的类型为*T的指针。

操作数必须是可寻址的，即变量、指针间接引用、切片索引操作；或者一个可寻址的结构体操作数的字段选择；或者一个可寻址的数组的数组索引操作。

有一个特殊的情况是，x可能是一个复合字面量，复合字面量（结构体字面量、数组字面量、切片字面量、映射字面量）是不可寻址的，但是依然可以使用&x。对复合字面量进行&x操作，会生成一个指针，这个指针指向使用字面量的值进行初始化的一个唯一变量。

如果对x的计算会导致运行时错误，那么对&x的计算也会导致运行时错误。

var c float64 = 222.22
fmt.Println(&c) // 1. 对变量c进行寻址操作 0xc0000b2008
var d *float64 = &c
fmt.Println(&*d) // 2.对指针间接引用（*d）进行寻址操作 0xc0000b2008

e := make([]string, 2) // 创建一个初始长度为2的切片
e = []string{"e1", "e2"}
fmt.Println(&e[1]) // 3. 对切片索引操作进行寻址操作 0xc0000b8030

type F struct {
    a string
    b int
}
fmt.Println(&F{"a", 1}) // 4.对结构体字面量进行寻址操作 &{a 1}
var f F = F{"b", 123}
fmt.Println(&f.a) // 5. 对结构体的字段选择进行寻址操作 0xc0000a4048

var g = [3]int{1, 2, 3}       // 创建一个数组
fmt.Println(&g[0])            // 6. 对数组的索引操作进行寻址操作 0xc0000ba000
fmt.Println(&[3]int{4, 5, 6}) // 7. 对数组字面量进行寻址操作 &[4 5 6]

// var h *int = nil
// fmt.Println(*h)  // 会导致一个运行时错误：panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
// fmt.Println(&*h) // 会导致一个运行时错误：panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

练习3

var i int = 1
fmt.Println("i的地址", &i) // i的地址 0xc000016098

increase(i)           // 函数内部i的地址 0xc0000160b0
fmt.Println("i的值", i) // i的值 1

increaseV1(&i)        // 函数内部拿到的i的地址 0xc000016098
fmt.Println("i的值", i) // i的值 2

func increase(i int) {
    fmt.Println("函数内部i的地址", &i)
    i++
}

func increaseV1(ptrI *int) {
    fmt.Println("函数内部拿到的i的地址", &*ptrI)
    *ptrI++
}

将变量作为参数传递到函数中的时候，函数会复制变量中的值到局部变量中，所以不会改变外部变量的值。

在调用increase(i)时，会创建一个新的局部变量i，这个变量i的作用域在函数内部，初始化的值是复制的外部变量i中的值。所以在函数内部执行i++的时候，改变的是局部变量i的值，不会影响到外部变量。执行完之后外部的i的值还是1。

当执行increaseV1(&i)时，传入的是一个指向外部i的指针，它表示的地址是外部i的地址0xc000016098，所以在函数内部执行*ptrI++时，改变的是地址0xc000016098中存储的值，执行完函数之后，打印外部的i（代表内存地址0xc000016098）的值，发现值已经变为2了。

Go语言中的指针

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