4.9 指針

不像 Java 和 .NET，Go 語言為程序員提供了控制數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針的能力；但是，你不能進行指針運算。通過給予程序員基本內(nèi)存布局，Go 語言允許你控制特定集合的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、分配的數(shù)量以及內(nèi)存訪問模式，這些對構(gòu)建運行良好的系統(tǒng)是非常重要的：指針對于性能的影響是不言而喻的，而如果你想要做的是系統(tǒng)編程、操作系統(tǒng)或者網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，指針更是不可或缺的一部分。

由于各種原因，指針對于使用面向?qū)ο缶幊痰默F(xiàn)代程序員來說可能顯得有些陌生，不過我們將會在這一小節(jié)對此進行解釋，并在未來的章節(jié)中展開深入討論。

程序在內(nèi)存中存儲它的值，每個內(nèi)存塊（或字）有一個地址，通常用十六進制數(shù)表示，如：0x6b0820 或 0xf84001d7f0。

Go 語言的取地址符是 &，放到一個變量前使用就會返回相應(yīng)變量的內(nèi)存地址。

下面的代碼片段（示例 4.9 pointer.go）可能輸出 An integer: 5, its location in memory: 0x6b0820（這個值隨著你每次運行程序而變化）。

var i1 = 5
fmt.Printf("An integer: %d, it's location in memory: %p\n", i1, &i1)

這個地址可以存儲在一個叫做指針的特殊數(shù)據(jù)類型中，在本例中這是一個指向 int 的指針，即 i1：此處使用 *int 表示。如果我們想調(diào)用指針 intP，我們可以這樣聲明它：

var intP *int

然后使用 intP = &i1 是合法的，此時 intP 指向 i1。

（指針的格式化標(biāo)識符為 %p）

intP 存儲了 i1 的內(nèi)存地址；它指向了 i1 的位置，它引用了變量 i1。

一個指針變量可以指向任何一個值的內(nèi)存地址 它指向那個值的內(nèi)存地址，在 32 位機器上占用 4 個字節(jié)，在 64 位機器上占用 8 個字節(jié)，并且與它所指向的值的大小無關(guān)。當(dāng)然，可以聲明指針指向任何類型的值來表明它的原始性或結(jié)構(gòu)性；你可以在指針類型前面加上 號（前綴）來獲取指針?biāo)赶虻膬?nèi)容，這里的 號是一個類型更改器。使用一個指針引用一個值被稱為間接引用。

當(dāng)一個指針被定義后沒有分配到任何變量時，它的值為 nil。

一個指針變量通?？s寫為 ptr。

注意事項

在書寫表達式類似 var p *type 時，切記在 號和指針名稱間留有一個空格，因為 `- var ptype` 是語法正確的，但是在更復(fù)雜的表達式中，它容易被誤認(rèn)為是一個乘法表達式！

符號 可以放在一個指針前，如 `intP`，那么它將得到這個指針指向地址上所存儲的值；這被稱為反引用（或者內(nèi)容或者間接引用）操作符；另一種說法是指針轉(zhuǎn)移。

對于任何一個變量 var， 如下表達式都是正確的：var == *(&var)。

現(xiàn)在，我們應(yīng)當(dāng)能理解 pointer.go 的全部內(nèi)容及其輸出：

示例 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)
}

輸出：

An integer: 5, its location in memory: 0x24f0820
The value at memory location 0x24f0820 is 5

我們可以用下圖來表示內(nèi)存使用的情況：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/the-way-to-go/images/4.4.9_fig4.4.png?raw=true" alt="" />

程序 string_pointer.go 為我們展示了指針對string的例子。

它展示了分配一個新的值給 *p 并且更改這個變量自己的值（這里是一個字符串）。

示例 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
}

輸出：

Here is the pointer p: 0x2540820
Here is the string *p: ciao
Here is the string s: ciao

通過對 *p 賦另一個值來更改“對象”，這樣 s 也會隨之更改。

內(nèi)存示意圖如下：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/the-way-to-go/images/4.4.9_fig4.5.png?raw=true" alt="" />

注意事項

你不能得到一個文字或常量的地址，例如：

const i = 5
ptr := &i //error: cannot take the address of i
ptr2 := &10 //error: cannot take the address of 10

所以說，Go 語言和 C、C++ 以及 D 語言這些低級（系統(tǒng)）語言一樣，都有指針的概念。但是對于經(jīng)常導(dǎo)致 C 語言內(nèi)存泄漏繼而程序崩潰的指針運算（所謂的指針?biāo)惴?，如?code>pointer+2，移動指針指向字符串的字節(jié)數(shù)或數(shù)組的某個位置）是不被允許的。Go 語言中的指針保證了內(nèi)存安全，更像是 Java、C# 和 VB.NET 中的引用。

因此 c = *p++ 在 Go 語言的代碼中是不合法的。

指針的一個高級應(yīng)用是你可以傳遞一個變量的引用（如函數(shù)的參數(shù)），這樣不會傳遞變量的拷貝。指針傳遞是很廉價的，只占用 4 個或 8 個字節(jié)。當(dāng)程序在工作中需要占用大量的內(nèi)存，或很多變量，或者兩者都有，使用指針會減少內(nèi)存占用和提高效率。被指向的變量也保存在內(nèi)存中，直到?jīng)]有任何指針指向它們，所以從它們被創(chuàng)建開始就具有相互獨立的生命周期。

另一方面（雖然不太可能），由于一個指針導(dǎo)致的間接引用（一個進程執(zhí)行了另一個地址），指針的過度頻繁使用也會導(dǎo)致性能下降。

指針也可以指向另一個指針，并且可以進行任意深度的嵌套，導(dǎo)致你可以有多級的間接引用，但在大多數(shù)情況這會使你的代碼結(jié)構(gòu)不清晰。

如我們所見，在大多數(shù)情況下 Go 語言可以使程序員輕松創(chuàng)建指針，并且隱藏間接引用，如：自動反向引用。

對一個空指針的反向引用是不合法的，并且會使程序崩潰：

示例 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

問題 4.2 列舉 Go 語言中 * 號的所有用法。

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