Golang之指针

5.6 指针

5.6.1 什么是指针

• 指针就是一个变量，用来存储另一个变量的内存地址

func main() {
    // 指针地址，指针类型，指针取值
    // &取地址，*根据地址取值
    a := 10
    b := &a
    fmt.Println(*b)

    //指针类型 *int *unit *float *string *array *struct 等
    
    // 指针的定义
    // var 变量名 指针类型
    var p1 *int  //定义空指针
    p1 = &1
}

5.6.2 数组指针和指针数组

• 数组指针：是一个指针，用来存储数组的内存地址

func main() {
    arr := [4] int{1, 2, 3, 4}
    fmt.Println(arr)
  
    // 定义一个数组指针
    var p1 *[4] int
    fmt.Println(p1)  // nil 空指针
    fmt.Ptintf("%T\n", p1)  // *[4] int
    
    p1 = &arr1
    fmt.Println(p1)
    fmt.Printf("%p\n", p1)
    fmt.Printf("%p\n", &p1)
    
    // 通过数组指针操作数组
    (*p1)[0] = 100
    // 可以简写为
    // p1[0] = 200
    fmt.Println(arr)  // [100 2 3 4]
}

• 指针数组：是一个数组，元素为指针

func main() {
    a := 1
    b := 2
    c := 3
    d := 4
    arr1 := [4] int{a, b, c, d}
    arr2 := [4] *int{&a, &b, &c, &4}
    fmt.Println(arr1)
    fmt.Println(arr2)
    
    // 操作数组与指针数组的区别
    //arr1[0] = 100
    //fmt.Println(a)
    //fmt.Println(arr1, &arr1[0])  // 值类型，将a,b,c,d的值拷贝过来放到数组中，修改的是数组空间内的数据，与a,b,c,d没有关系
    //fmt.Println(arr2)
    
    *arr2[0] = 1000
    fmt.Println(a)
    fmt.Println(arr1, &arr1[0])
    fmt.Println(arr2, *arr2[0])       // 通过指针数组中的内存地址，修改了a,b,c,d的值，类似于Python列表
    
    b = 2000
    fmt.Println(b)
    fmt.Println(arr1, &arr1[1])
    fmt.Println(arr2, *arr2[1])
}

总结：

数组是值类型，将值拷贝了一份放到数内存中，二者相互独立，互不影响，修改数组后数组内存中的值改变，不会影响拷贝的源数据，源数据改变，也不会影响数组

Go中切片是对原数组的引用，二者互相关联，修改切片元素的值后，与之关联的底层数组的也会受到影响，同理，底层数组的改变也会影响切片的值

Python中的列表是引用类型，基于指针数组，修改可变元素后（可变类型与不可变类型），引用的源数据也会受到影响---

• Go中切片与Python中列表的区别
  • go的切片，其成员是相同类型的，python的列表和元组则不限制类型。
  • 两种语言都有[a: b]这种切片操作，意义也类似，但是go的a、b两个参数不能是负数，python可以是负数，此时就相当于从末尾往前数。
  • 两种语言都有[a: b: c]这种切片操作，意义却是完全不同的。go的c，表示的是容量；而python的c表示的是步长。
  • python的切片产生的是新的对象，对新对象的成员的操作不影响旧对象；go的切片产生的是旧对象一部分的引用，对其成员的操作会影响旧对象。
  • 底层实现的不同
    • go的切片，底层是一个三元组，一个指针，一个长度，一个容量。指针指向一块连续的内存，长度是已有成员数，容量是最大成员数。切片时，一般并不会申请新的内存，而是对原指针进行移动，然后和新的长度、容量组成一个切片类型值返回。也就是说，go的切片操作通常会和生成该切片的切片共用内存。不仅是切片，字符串、数组的切片也是一样的，通常会共用内存。当然也有异常情况，那就是切片时，提供的容量过大，此时会申请新内存并拷贝；或者对切片append超出容量，也会如此。这时，新的切片，才不会和老切片共享内存。（如果你切片/创建时提供的容量小于长度，会panic）
    • python的列表，其实是个指针数组。当然在下层也会提供一些空位之类的，但基本就是个数组。对它们切片，会创建新的数组，注意，是创建新的数组！python的列表可没有容量的概念。这其实也体现了脚本语言和编译语言的不同。虽然两个语言都有类似的切片操作；但是python主要目标是方便；go主要目标却是快速（并弥补丢弃指针运算的缺陷）。

5.6.3 函数指针与指针函数

// 函数指针
// Go中函数默认就是一个指针类型，不需要*
func main() {
    var a func()
    a = func1
    a()
}
func func1() {
    fmt.Println("这是func1()")
}

// 指针函数
// 返回值为指针的函数
func main() {
    // arr1是数组，值传递，将func1中返回的arr的值拷贝到arr1中，当func1调用结束，arr被销毁
    arr1 := func1()
    fmt.Printf("arr1的类型:%T,内存地址:%p,值:%v\n",arr1, &arr1, arr1)
    
    // arr2是指针类型，值传递，将func2中返回的arr的内存地址保存到arr2中，arr不会随着func2的结束而销毁（和闭包一样改变了变量的生命周期？）
    arr2 := func2()
    fmt.Printf("arr2的类型:%T,内存地址:%p,值:%v\n",arr2, &arr2, arr2)
}

// 这是普通函数
func func1() {
    arr := [4] int{1, 2, 3, 4}
    return arr
}

// 这是指针函数
func func2() *[4] int {
    arr := [4] int{1, 2, 3, 4}
    return &arr
}

5.6.4 指针作为参数

func main() {
    /*
    指针作为参数
    参数：值传递和引用传递
    
    总结：值传递，拷贝一份，不会影响原数据，但消耗内存
         引用传递通过指针操作数据，会改变原数据，但节省内存(拷贝的数据可能很大)
    */
    n := 10
    // 值传递，func1改变不会影响n，a随着func1结束而被销毁
    func1(n)
    fmt.Println(n)

    // 引用传递，将n的内存地址拷贝到a中，通过*a更改了n，a也会随着func2的结束而被销毁，但n已经改变
    func2(&n)
    fmt.Println(n)
}

func func1(a int) {
    a = 100
    fmt.Println(a)
}

func func1(a *int) {
    *a = 100
    fmt.Println(*a)