1. 指针的概念

概念 说明
变量 是一种占位符,用于引用计算机的内存地址。可理解为内存地址的标签
指针 表示内存地址,表示地址的指向。指针是一个指向另一个变量内存地址的值
& 取地址符,例如:{指针}:=&{变量}
* 取值符,例如:{变量}:=*{指针}

2. 内存地址说明

2.1. 内存定义

计算机的内存 RAM 可以把它想象成一些有序的盒子,一个接一个的排成一排,每一个盒子或者单元格都被一个唯一的数字标记依次递增,这个数字就是该单元格的地址,也就是内存的地址。 什么是内存

硬件角度:内存是CPU沟通的桥梁,程序运行在内存中。

逻辑角度:内存是一块具备随机访问能力,支持读写操作,用来存放程序及程序运行中产生的数据的区域。

概念 比喻
内存 一层楼层
内存块 楼层中的一个房间
变量名 房间的标签,例如:总经理室
指针 房间的具体地址(门牌号),例如:总经理室地址是2楼201室
变量值 房间里的具体存储物
指针地址 指针的地址:存储指针内存块的地址

2.2. 内存单位和编址

2.2.1. 内存单位

单位 说明
位(bit) 计算机中最小的数据单位,每一位的状态只能是0或1
字节(Byte) 1Byte=8bit,是内存基本的计量单位
“字”由若干个字节构成,字的位数叫字长,不同档次的机器有不同的字长
KB 1KB=1024Byte,即1024个字节
MB 1MB=1024KB
GB 1GB=1024MB

2.2.2. 内存编址

计算机中的内存按字节编址,每个地址的存储单元可以存放一个字节的数据,CPU通过内存地址获取指令和数据,并不关心这个地址所代表的空间在什么位置,内存地址和地址指向的空间共同构成了一个内存单元。

2.2.3. 内存地址

内存地址通常用16进制的数据表示,例如0x0ffc1。

3.变量与指针运算理解

编写一段程序,检索出值并存储在地址为 200 的一个块内存中,将其乘以 3,并将结果存储在地址为 201 的另一块内存中

3.1.本质

  1. 检索出内存地址为 200 的值,并将其存储在 CPU 中
  2. 将存储在 CPU 中的值乘以 3
  3. 将 CPU 中存储的结果,写入地址为 201 的内存块中
什么是变量
图片 - 什么是变量

3.2.基于变量的理解

  1. 获取变量 a 中存储的值,并将其存储在 CPU 中
  2. 将其乘以 3
  3. 将结果保存在变量 b 中
什么是变量2
图片 - 什么是变量2
var a = 6 
var b = a * 3

3.3.基于指针的理解

func main() {
    a := 200
    b := &a
    *b++
    fmt.Println(a)
}

以上函数对a进行+1操作,具体理解如下:

1.a:=200

什么是指针
图片 - 什么是指针

2. b := &a

什么是指针2
图片 - 什么是指针2

3. *b++

什么是指针3
图片 - 什么是指针3
什么是指针4
图片 - 什么是指针4

4. 指针的使用

4.1. 方法中的指针

方法即为有接受者的函数,接受者可以是类型的实例变量或者是类型的实例指针变量。但两种效果不同。

1、类型的实例变量

func main(){
    person := Person{"vanyar", 21}
    fmt.Printf("person<%s:%d>\n", person.name, person.age)
    person.sayHi()
    person.ModifyAge(210)
    person.sayHi()
}
type Person struct {
    name string
    age int
}
func (p Person) sayHi() {
    fmt.Printf("SayHi -- This is %s, my age is %d\n",p.name, p.age)
}
func (p Person) ModifyAge(age int) {
    fmt.Printf("ModifyAge")
    p.age = age
}


//输出结果
person<vanyar:21>
SayHi -- This is vanyar, my age is 21
ModifyAgeSayHi -- This is vanyar, my age is 21

尽管 ModifyAge 方法修改了其age字段,可是方法里的p是person变量的一个副本,修改的只是副本的值。下一次调用sayHi方法的时候,还是person的副本,因此修改方法并不会生效。

即实例变量的方式并不会改变接受者本身的值。

2、类型的实例指针变量

func (p *Person) ChangeAge(age int)  {
    fmt.Printf("ModifyAge")
    p.age = age
}

Go会根据Person的示例类型,转换成指针类型再拷贝,即 person.ChangeAge会变成 (&person).ChangeAge。

指针类型的接受者,如果实例对象是值,那么go会转换成指针,然后再拷贝,如果本身就是指针对象,那么就直接拷贝指针实例。因为指针都指向一处值,就能修改对象了。

5. 零值与nil(空指针)

变量声明而没有赋值,默认为零值,不同类型零值不同,例如字符串零值为空字符串;

指针声明而没有赋值,默认为nil,即该指针没有任何指向。当指针没有指向的时候,不能对(*point)进行操作包括读取,否则会报空指针异常。

func main(){
    // 声明一个指针变量 aPot 其类型也是 string
    var aPot *string
    fmt.Printf("aPot: %p %#v\n", &aPot, aPot) // 输出 aPot: 0xc42000c030 (*string)(nil)
    *aPot = "This is a Pointer"  // 报错: panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
}

解决方法即给该指针分配一个指向,即初始化一个内存,并把该内存地址赋予指针变量,例如:

// 声明一个指针变量 aPot 其类型也是 string
    var aPot *string
    fmt.Printf("aPot: %p %#v\n", &aPot, aPot) // 输出 aPot: 0xc42000c030 (*string)(nil)

    aPot = &aVar
    *aPot = "This is a Pointer"
    fmt.Printf("aVar: %p %#v \n", &aVar, aVar) // 输出 aVar: 0xc42000e240 "This is a Pointer"
    fmt.Printf("aPot: %p %#v %#v \n", &aPot, aPot, *aPot) // 输出 aPot: 0xc42000c030 (*string)(0xc42000e240) "This is a Pointer"

或者通过new开辟一个内存,并返回这个内存的地址。

var aNewPot *int

aNewPot = new(int)
*aNewPot = 217
fmt.Printf("aNewPot: %p %#v %#v \n", &aNewPot, aNewPot, *aNewPot) // 输出 aNewPot: 0xc42007a028 (*int)(0xc42006e1f0) 217

6. 总结

  • Golang提供了指针用于操作数据内存,并通过引用来修改变量。
  • 只声明未赋值的变量,golang都会自动为其初始化为零值,基础数据类型的零值比较简单,引用类型和指针的零值都为nil,nil类型不能直接赋值,因此需要通过new开辟一个内存,或者通过make初始化数据类型,或者两者配合,然后才能赋值。
  • 指针也是一种类型,不同于一般类型,指针的值是地址,这个地址指向其他的内存,通过指针可以读取其所指向的地址所存储的值。
  • 函数方法的接受者,也可以是指针变量。无论普通接受者还是指针接受者都会被拷贝传入方法中,不同在于拷贝的指针,其指向的地方都一样,只是其自身的地址不一样。

参考:

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