Go part 3 指针，栈与堆

指针类型

要明白指针，需要知道几个概念：指针地址，指针类型 和 指针取值

取指针地址

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，使用 & 放在变量前面进行“取指针地址”操作

var int a = 10
fmt.Println("address:", &a)

// address: 0xc000098010

获取指针类型

package main

import (
    "fmt"
)

func main(){
    var a int = 100
    addrA := &a
    fmt.Printf("pointer type: %T\n",addrA)
}

运行结果：
pointer type: *int

从指针获取指针指向的值

使用 * 方便指针地址前面进行“指针取值”操作

package main

import (
    "fmt"
)

func main(){
    var a int = 100
    addrA := &a
    fmt.Println("address:", addrA)

    valueA := *addrA
    fmt.Println("value:", valueA)
}

结果：
address: 0xc000098010
value: 100

通过指针修改指针指向的值

package main

import (
    "fmt"
)

func main(){
    var a int = 100
    addrA := &a
    fmt.Println("address:", addrA)

    valueA := *addrA
    fmt.Println("value:", valueA)

    // modify
    *addrA = 1
    fmt.Println("modify value:", a)
}

运行结果：
address: 0xc000098010
value: 100
modify value: 1

练习1：写一个函数，使用指针交换两个整数的值

package main

import (
    "fmt"
)

func swap(a *int, b *int){
    *a, *b = *b, *a
}

func main(){
    var (
        a int = 100
        b int = 200
    )

    swap(&a, &b)
    fmt.Println(a, b)
}

运行结果：
200 100

练习2：使用指针变量获取命令行参数，经过 flag 包解析后，以指针类型返回，可定义变量接收命令行的数据

package main

import (
    "flag"
    "fmt"
)

func main(){
    // 接收命令行参数，key，默认值，帮助
    var mode = flag.String("mode", "", "process mode")

    flag.Parse()
    fmt.Println(*mode)
}

调用：
go run pointer_03.go --mode "hello, world"

运行结果：
hello, world

创建指针的另一种方法

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

package main

import (
    "fmt"
)

func main(){
    var str *string = new(string)
    fmt.Println(*str)
    *str = "hello, world~"
    fmt.Println(*str)
}

运行结果：
// 空字符串
hello, world~

栈与堆

什么是栈

栈（Stack）是一种拥有特殊规则的线性表数据结构

只允许往线性表的一端放入数据，之后在这一端取出数据，按照后进先出（LIFO，Last InFirst Out）的顺序，如下图：

往栈中放入元素的过程叫做入栈，入栈会增加栈的元素数量，最后放入的元素总是位于栈的顶部，最先放入的元素总是位于栈的底部

从栈中取出元素时，只能从栈顶部取出，不允许从栈底获取数据，也不允许对栈成员进行任何查看和修改操作

什么是堆

堆内存分配类似于往一个房间里摆放各种家具，家具的尺寸有大有小，分配内存时，需要找一块足够大小的空间来摆放家具，经过反复摆放和腾空家具后，房间里会变得乱七八糟，此时再往空间里摆放家具会存在虽然有足够的空间，但各空间分布在不同的区域，无法有一段连续的空间来摆放家具的问题，此时，内存分配器就需要对这些空间进行调整优化，如下图：

堆分配内存和栈分配内存相比，堆适合不可预知大小的内存分配。但是为此付出的代价是分配速度较慢，而且会形成内存碎片

堆和栈各有优缺点，该怎么在编程中处理这个问题呢？在 C/C++ 语言中，需要开发者自己学习如何进行内存分配，选用怎样的内存分配方式来适应不同的算法需求。比如，函数局部变量尽量使用栈；全局变量、结构体成员使用堆分配等。程序员不得不花费很多年的时间在不同的项目中学习、记忆这些概念并加以实践和使用。

Go 语言将这个过程整合到编译器中，命名为“变量逃逸分析”。这个技术由编译器分析代码的特征和代码生命期，决定应该如何堆还是栈进行内存分配，即使程序员使用 Go 语言完成了整个工程后也不会感受到这个过程

栈内存中通常分配值类型，包括 int,  float,  bool,  string 以及数组和 struct（结构体）

堆内存中通常分配引用类型，通过 GC 回收，包括 pointer,  select,  map,  chan 等