Go语言从入门到精通 - 指针
本节核心内容
- 介绍 什么是指针
- 介绍 如何从指针获取指针指向的值
- 介绍 如何使用指针修改值
- 介绍 如何使用指针变量获取命令行的输入信息
- 介绍 指针的另一种创建方式
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Go语言指针详解
Go 语言中指针是很容易学习的，Go 语言中使用指针可以更简单的执行一些任务。
接下来让我们来一步步学习 Go 语言指针。
我们都知道，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&作符放在变量前面对变量进行“取地址”操作。
格式如下：
ptr := &v // v的类型为T
其中 v 代表被取地址的变量，被取地址的 v 使用 ptr 变量进行接收，ptr 的类型就为T，称做 T 的指针类型。代表指针。
以下实例演示了变量在内存中地址：
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
var cat int = 2
var str string = "hello"
fmt.Printf("%p %p", &cat, &str)
}
运行结果：
0xc042050080 0xc0420441b0
代码说明如下：
- 第 8 行，声明整型 cat 变量。
- 第 9 行，声明字符串 str 变量。
- 第 10 行，使用 fmt.Printf 的动词%p输出 cat 和 str 变量取地址后的指针值，指针值带有0x的十六进制前缀。
输出值在每次运行是不同的，代表 cat 和 str 两个变量在运行时的地址。
在 32 位平台上，将是 32 位地址；64 位平台上是 64 位地址。
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。
从指针获取指针指向的值
在对普通变量使用&操作符取地址获得这个变量的指针后，可以对指针使用*操作，也就是指针取值，代码如下。
package main
import (
"fmt"
)
func main() {
// 准备一个字符串类型
var house = "距离过年还有28天！提前祝大家新年快乐！"
// 对字符串取地址, ptr类型为*string
ptr := &house
// 打印ptr的类型
fmt.Printf("ptr type: %T\n", ptr)
// 打印ptr的指针地址
fmt.Printf("address: %p\n", ptr)
// 对指针进行取值操作
value := *ptr
// 取值后的类型
fmt.Printf("value type: %T\n", value)
// 指针取值后就是指向变量的值
fmt.Printf("value: %s\n", value)
}
运行结果：
ptr type: *string
address: 0xc0420441b0
value type: string
value: 距离过年还有28天！提前祝大家新年快乐！
代码说明如下：
- 第 10 行，准备一个字符串并赋值。
- 第 13 行，对字符串取地址，将指针保存到 ptr 中。
- 第 16 行，打印 ptr 变量的类型，类型为 *string。
- 第 19 行，打印 ptr 的指针地址，每次运行都会发生变化。
- 第 22 行，对 ptr 指针变量进行取值操作，value 变量类型为 string。
- 第 25 行，打印取值后 value 的类型。
- 第 28 行，打印 value 的值。
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。
使用指针修改值
通过指针不仅可以取值，也可以修改值。
前面已经使用多重赋值的方法进行数值交换，使用指针同样可以进行数值交换，代码如下：
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
代码说明如下：
- 第 6 行，定义一个交换函数，参数为 a、b，类型都为 *int，都是指针类型。
- 第 9 行，将 a 指针取值，把值（int类型）赋给 t 变量，t 此时也是 int 类型。
- 第 12 行，取 b 指针值，赋给 a 变量指向的变量。注意，此时*a的意思不是取 a 指针的值，而是“a指向的变量”。
- 第 15 行，将 t 的值赋给 b 指向的变量。
- 第 21 行，准备 x、y 两个变量，赋值 1 和 2，类型为 int。
- 第 24 行，取出 x 和 y 的地址作为参数传给 swap() 函数进行调用。
- 第 27 行，交换完毕时，输出 x 和 y 的值。
*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？可以参考下面代码：
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。
示例：使用指针变量获取命令行的输入信息
Go 语言的 flag 包中，定义的指令以指针类型返回。通过学习 flag 包，可以深入了解指针变量在设计上的方便之处。
下面的代码通过提前定义一些命令行指令和对应变量，在运行时，输入对应参数的命令行参数后，经过 flag 包的解析后即可通过定义的变量获取命令行的数据。
获取命令行输入：
package main
// 导入系统包
import (
"flag"
"fmt"
)
// 定义命令行参数
var mode = flag.String("mode", "", "process mode")
func main() {
// 解析命令行参数
flag.Parse()
// 输出命令行参数
fmt.Println(*mode)
}
将这段代码命名为main.go，然后使用如下命令行运行：
$ go run main.go --mode=fast
命令行输出结果如下：
fast
代码说明如下：
- 第 10 行，通过 flag.String，定义一个 mode 变量，这个变量的类型是 *string。后面 3 个参数分别如下：
- 参数名称：在给应用输入参数时，使用这个名称。
- 参数值的默认值：与 flag 所使用的函数创建变量类型对应，String 对应字符串、Int 对应整型、Bool 对应布尔型等。
- 参数说明：使用 -help 时，会出现在说明中。
- 第 15 行，解析命令行参数，并将结果写入创建的指令变量中，这个例子中就是 mode 变量。
- 第 18 行，打印 mode 指针所指向的变量。
由于之前使用 flag.String 已经注册了一个 mode 的命令行参数，flag 底层知道怎么解析命令行，并且将值赋给 mode*string 指针。在 Parse 调用完毕后，无须从 flag 获取值，而是通过自己注册的 mode 这个指针，获取到最终的值。代码运行流程如下图所示。
创建指针的另一种方法——new() 函数
Go 语言还提供了另外一种方法来创建指针变量，格式如下：
new(类型)
一般这样写：
str := new(string)
*str = "ninja"
fmt.Println(*str)
new() 函数可以创建一个对应类型的指针，创建过程会分配内存。被创建的指针指向的值为默认值。
小节
本小节主要讲解了什么是指针，如何创建指针，并通过指针来获取、修改值，以及如何使用指针变量获取命令行的输入信息。
