6.3 KiB
#4.9 指针
不像 Java 和 .NET，Go 语言为程序员提供了控制数据结构的指针；但是，你不能进行指针计算。通过给程序员控制基本内存布局，Go 语言允许你控制特定集合的数据结构，分配的数量，和内存访问模式，这些对构建性能良好的系统是非常重要的：如果你想要做的系统编程，操作系统和网络，指针对性能表现是非常重要且不可缺少的。
由于指针对当代面向对象编程的程序员是未知的，我们将在这里解释他们，并在接下来的章节中继续深入。
程序在内存中存储它的值，每个内存块（或词）有一个地址，通常用十六进制数表示，如 0x6b0820 或 0xf84001d7f0
Go 语言的地址操作符是 &，放到一个变量前，会返回我们这个变量的内存地址。
如下的代码片段（参见 Listing 4.9 pointer.go）输入如下例：“An integer: 5, its location in memory: 0x6b0820（这个值随着你每次运行程序而变化）
var i1 = 5
fmt.Printf(“An integer: %d, it’s location in memory: %p\n”, i1, &i1)
这个地址可以存储在一个叫指针的特殊数据类型中，在本例中这是一个指向 int 的指针，这里是 i1：这里使用 *int 表示。如果我们想调用指针 intP，我们可以这样声明它：
var intP *int
然后，下面这样写是正确的：intP = &i1, intP 指向 i1。
（因为它声明了一个指针以 %p 这个格式化字符串表示）
intP 存储了 i1 的内存地址；它指向了 i1 的位置，它引用了变量 i1。
一个指针变量可以包含另一个值得内存地址：它指向那个值的内存地址，在 32 位机器上占用 4 个字节，在 64 位机器上占用 8 个字节，并且与它所指向的值的大小无关。当然，可以声明指针指向任何类型的值，表明它的原始性或结构性； 在类型的值卡面加 * 号（前缀），这里的 * 号是一个类型更改器。使用一个指针引用一个值被称为间接引用。
一个新的被定义的指针，当没有分配给它变量时，他的值是 nil 。
一个指针变量通常缩写为 ptr 。
！！在一个表达式如 var p type 总是在 * 号和指针名间留有一个空间 - var ptype 是语法正确的，但是在更复杂的表达式中，它容易被误认为是一个乘法表达式！！
符号 * 可以放在一个指针前，如 *intP，那么它将得到这个指针指向地址的值；它被称为反引用（或者 contents 或者间接引用）操作符；另一种说法是指针转移。
对于多个变量 var， 如下是正确的： var == *(&var)
现在，我们能理解整个的pointer.go程序和他的输出：
Listing 4.21—pointer.go:
package main
import "fmt"
func main() {
var i1 = 5
fmt.Printf("An integer: %d, its location in memory: %p\n", i1, &i1)
var intP *int
intP = &i1
fmt.Printf("The value at memory location %p is %d\n", intP, *intP)
}
输出：
An integer: 5, its location in memory: 0x24f0820
The value at memory location 0x24f0820 is 5
我们可以表示内存的使用情况如下：
string_pointer.go 个我们展示了指针对string的例子。
它展示了分配一个新的值给 *p 并且更改这个变量自己的值（这里是一个字符串）
Listing 4.22—string_pointer.go:
package main
import "fmt"
func main() {
s := "good bye"
var p *string = &s
*p = "ciao"
fmt.Printf("Here is the pointer p: %p\n", p) // prints address
fmt.Printf("Here is the string *p: %s\n", *p) // prints string
fmt.Printf("Here is the string s: %s\n", s) // prints same string
}
输出：
Here is the pointer p: 0x2540820
Here is the string *p: ciao
Here is the string s: ciao
通过对 *p 赋另一个值来更改“对象”， s 也会更改。
内存示意图如下：
注意：你不能得到一个文字或常量的地址，如下代码片段：
const i = 5
ptr := &i //error: cannot take the address of i
ptr2 := &10 //error: cannot take the address of 10
所以 Go 语言，和其他低级（系统）语言，如 C， C++ 和 D 语言一样，有指针的概念。但是对指针进行计算（称为指针运算，例如 pointer + 2, 移动指向字符串的字节数，或指向一个数组的位置），这样做在 C 语言里经常发生内存访问错误导致程序崩溃，为了语言的内存安全，在 Go 语言中是不允许的。Go 语言的指针更像引用，如 Java， C# 和 VB.NET 。
所以： c = *p++ 在 Go 语言的代码中是不允许的。
一个指针的高级应用是你可以传递一个引用到一个变量（如一个函数的参数），这样不会传递变量的拷贝。指针传递是很廉价的，只有 4 个或 8 个字节。当程序在工作中需要占用大量的内存，或很多变量，或者两者都有，使用指针会减少内存占用和提高效率。被指向的变量也保存在内存中，至少使用一个变量指向他们，所以从它们被创建开始，他们的周期范围是独立的。
另一方面（虽然不太可能），因为一个指针导致的间接引用（一个进程执行了另一个地址），频繁使用会导致性能下降。
指针也可以指向另一个指针，并且这种可以任意深度的嵌套，导致你可以有多级的间接引用，但在大多数情况这会使你的代码结构不清晰。
如我们所见，在大多数情况下 Go 语言可以是程序员轻松创建指针，并且隐藏间接引用，如，自动反向引用。
对一个空指针反向引用，如下面的 2 行（参见程序 testcrash.go），是不合法的，并且会使程序崩溃：
Listing 4.23 testcrash.go:
package main
func main() {
var p *int = nil
*p = 0
}
// in Windows: stops only with: <exit code="-1073741819" msg="process crashed"/>
// runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference
问题 4.2：列举 Go 语言中使用 * 号的所有用法
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