Go语言值，指针，引用类型

原文：https://www.jianshu.com/p/af42cb368cef

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Go语言的指针与C或C++的指针类似，但是Go语言的指针不支持指针运算，这样就消除了在C或C++程序中一些潜在的问题。由于Go语言有自己的垃圾回收器，并且会自动管理内存，所以Go语言也不需要像C或C++一样使用free函数或者delete操作符。

Go语言的指针创建后可以像Java和Python中对象的引用一样使用。

在Go语言中，对于布尔变量或数值类型或字符串类型或数组都是按照值传递的：值在传递给函数或者方法时会被复制一份，然后方法或函数使用的是复制的这份值，也就不会对原值产生什么影响。一般情况下，对于布尔变量或数值类型或字符串类型的按值传递是非常廉价的，Go语言编译器会在传递过程中进行安全优化。

但是在Go语言中，字符串是不可变的，因此在进行修改字符串时（例如使用+=操作），Go语言必须创建一个新的字符串，然后复制原始的字符串并将其添加到新字符串之后，对于大字符串来说，操作的代价可能会比较大。

对于大字符串是这样，对于数组进行值传递也是如此。为了解决可能产生的巨大代价，Go语言使用数组切片来代替数组的使用。传递一个切片的代价跟传递字符串差不多，无论该切片的长度或容量是多大。对切片进行复制修改操作也不会像字符串那样需要创建新的切片，因为切片是可变的，属于引用类型。

func main() {
   a := 3
   b := 4
   c := "abc"
   d := [3]int{1,2,3}
   fmt.Printf("main方法：a的值为 %v,b的值为 %v,c的值为 %v,d的值为 %v \n",a,b,c,d)
   demo(a,b,c,d)
   fmt.Printf("main方法：a的值为 %v,b的值为 %v,c的值为 %v,d的值为 %v \n",a,b,c,d)
}

func demo(a,b int,c string,d [3]int) {
   a = 5
   b = 6
   c = "efg"
   d[0] = 0
   fmt.Printf("demo函数：a的值为 %v,b的值为 %v,c的值为 %v,d的值为 %v\n",a,b,c,d)
}
----output----
main方法：  a的值为 3,b的值为 4,c的值为 abc,d的值为 [1 2 3]
demo函数： a的值为 5,b的值为 6,c的值为 efg,d的值为 [0 2 3]
main方法：  a的值为 3,b的值为 4,c的值为 abc,d的值为 [1 2 3]

Go语言中的引用类型有：映射（map），数组切片（slice），通道（channel），方法与函数。

由于Go语言存在垃圾回收器，因此在一个本地变量不再被使用时（不再被引用或者不在作用于范围）就会被垃圾回收器回收掉，这时本地变量的生命周期由它们的作用域决定。那如果我们想要管理本地变量的生命周期呢？这时就需要使用指针来管理本地变量，只要该变量至少存在一个指针，那么该变量的生命周期就可以独立于作用域。

使用指针能让我们控制变量的生命周期，不受作用域的影响，另外变量在传递过程中成本最小化，且可以轻易的修改变量的内容，而不是对复制的值进行操作。指针是一个变量，这个变量实际上是保存了另一个变量的内存地址，任何被指针保存了内存地址的变量都可以通过指针来修改内容。指针的传递非常廉价。

在使用指针前，我们需要明白两个操作符的含义
①操作符& : 当作二元操作符时，是按位与操作；当作一元操作符时，是返回该变量的内存地址。
②操作符* : 当作二元操作符时，是相乘的操作；当作一元操作符（解引用操作符）时，是返回该指针指向的变量的值，其实就是解除变量的指针引用，返回该变量的值。

指针的创建与使用，可以看下面的代码实例

func main() {
   a := 3
   p := &a //这里是获取变量a的内存地址，并将其赋值给变量p
   fmt.Printf("a的值为 %v, a的指针是 %v ，p指向的变量的值为 %v\n",a,p,*p)
}
-----output-----
a的值为 3, a的指针是 0xc042060080 ，p指向的变量的值为 3

其实*p和变量a的值是相等的，两者可以交换着使用，两者都与同一块内存地址相关联，任意一个变量进行修改操作都会影响到另一个变量的值，但是若变量p被赋值其他变量的指针就不行了。

关于指针的综合运用，我们看以下的代码实例

func main() {
   a := 3
   b := 4
   p1 := &a //获取变量a的内存地址，并将其赋值给变量p1
   p2 := &b //获取变量b的内存地址，并将其赋值给变量p2
   fmt.Printf("a的值为 %v, a的指针是 %v ，p1指向的变量的值为 %v\n",a,p1,*p1)
   fmt.Printf("b的值为 %v, b的指针是 %v ，p2指向的变量的值为 %v\n",b,p2,*p2)
   fmt.Println(demo(p1,p2))
   fmt.Printf("a的值为 %v, a的指针是 %v ，p1指向的变量的值为 %v\n",a,p1,*p1)
   fmt.Printf("b的值为 %v, b的指针是 %v ，p2指向的变量的值为 %v\n",b,p2,*p2)
}

func demo(a,b *int)int  {
   *a = 5
   *b = 6
   return  *a * *b //这里出现连续的两个*，Go编译器会根据上下文自动识别乘法与两个引用
}
-----output-----
a的值为 3, a的指针是 0xc042060080 ，p1指向的变量的值为 3
b的值为 4, b的指针是 0xc042060088 ，p2指向的变量的值为 4
30
a的值为 5, a的指针是 0xc042060080 ，p1指向的变量的值为 5
b的值为 6, b的指针是 0xc042060088 ，p2指向的变量的值为 6

根据上面代码，我们可以看到使用指针后，本来是值传递的整数类型在函数或方法中修改会影响到原变量的值。

空指针
当一个指针被定义后没有分配到任何变量时，它的值为 nil。
nil 指针也称为空指针。
nil在概念上和其它语言的null、None、nil、NULL一样，都指代零值或空值。
查看以下实例：

package main

import "fmt"
func main() {
   var  ptr *int
   fmt.Printf("ptr 的值为 : %x\n", ptr  )
}

以上实例输出结果为：

ptr 的值为 : 0

空指针判断：

if(ptr != nil)     /* ptr 不是空指针 */
if(ptr == nil)    /* ptr 是空指针 */

多重间接引用
以上面代码为例， 在a := 3， p1 := &a中，p1是指向a的内存地址，这种叫做间接引用，若还有一个p2是指向p1的内存地址，p1指向a的内存地址，这种就叫做多重间接引用，不管哪种引用，若其中一个变量进行修改内容操作，均会影响到其他所有变量的内容。

func main() {
   a := 3
   p1 := &a  //p1是指向变量a内存地址的指针
   p2 := &p1 //p2是指向变量p1内存地址的指针
   fmt.Printf("a:%v, p1:%v, *p1:%v, p2:%v, **p2:%v\n",a,p1,*p1,p2,**p2)
   a = 4
   fmt.Printf("a:%v, p1:%v, *p1:%v, p2:%v, **p2:%v\n",a,p1,*p1,p2,**p2)
}
-----output-----
a:3, p1:0xc0420080b8, *p1:3, p2:0xc042004028, **p2:3
a:4, p1:0xc0420080b8, *p1:4, p2:0xc042004028, **p2:4

new函数与&操作符
Go语言中提供两种创建变量的方式，同时可以获得指向它们的指针：new函数与&操作符。这两种的使用方式如下面代码所示

type Person struct {
   name string
   sex  string
   age int
}
func main() {
   person1 := Person{"zhangsan","man",25} //创建一个person1对象
   person2 := new(Person)//使用new创建一个person2对象，同时获得person的指针
   person2.name,person2.sex,person2.age = "wangwu","man",25
   person3 := &Person{"lisi","man",25}//使用&创建一个person3对象，同时获得person的指针
   fmt.Printf("person1:%v, person2:%v, person3:%v\n",person1,person2,person3)
}
-----output-----
person1:{zhangsan man 25}, person2:&{wangwu man 25}, person3:&{lisi man 25}

从输出结果来看，new函数与&操作符两种方式区别不大，&操作符创建起来更加的简洁，并且随时可以指定属性初始值。Go语言打印指向person的指针时，会打印person属性的具体内容，并且在前缀上加上&表示该变量是一个指针。

接下来我们来传递一个结构体指针，并修改结构体的属性，看看Go语言是如何操作的。

type Person struct {
   name string
   sex  string
   age int
}
func main() {
   person1 := Person{"zhangsan","man",25} //创建一个person1对象
   fmt.Printf("person1:%v\n",person1)
   demo(&person1)
   fmt.Printf("person1:%v\n",person1)
}

func demo(person *Person)  {
   (*person).age = 18 //显示的解引用
   person.name = "GoLang" //隐式的解引用
}

main函数中创建一个pserson1对象，设置初始化属性后将它的指针传递到demo函数中，大家可以看到demo函数中有两种解引用（就是将一个指针转化为原对象）的方式，第一种： (*person).age是显示的解引用，第二种是使用 "." 操作符自动的将指针解引用，使用上这两种没什么区别，但第二种更简单。

作者：小杰的快乐时光
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来源：简书
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