Go语言指针 【Go语言圣经笔记】

摘自：Go语言圣经（简体中文版) 2.3.2

指针

一个变量对应一个保存了变量对应类型值的内存空间。

普通变量在声明语句创建时被绑定到一个变量名，比如叫x的变量，但是还有很多变量始终以表达式方式引入，例如x[i]或者x.f变量。所有这些表达式一般都是读取一个变量的值，除非它们是出现在赋值语句的左边，这种时候是给对应变量赋予一个新的值。

一个指针的值是另一个变量的地址。一个指针对应变量在内存中的存储位置。并不是每一个值都会有一个内存地址，但是对于每一个变量必然有对应的内存地址。通过指针，我们可以直接读或更新对应变量的值，而不需要知道该变量的名字（如果变量有名字的话）。

如果用var x int声明语句声明一个x变量，那么&x表达式（取x变量的内存地址）将产生一个指向该整数变量的指针，指针对应的数据类型是*int，指针被称之为“指向int类型的指针”。如果指针名字为p，那么可以说“p指针指向变量x”，或者说“p指针保存了x变量的内存地址”。同时*p表达式对应p指针指向的变量的值。一般*p表达式读取指针指向的变量的值，这里为int类型的值，同时因为*p对应一个变量，所以该表达式也可以出现在赋值语句的左边，表示更新指针所指向的变量的值。

x := 1
p := &x
fmt.Println(*p) // 1
*p = 2
fmt.Println(x) // 2

注：*取地址运算符，&取内容运算符。

对于聚合类型每个成员——比如结构体的每个字段、或者是数组的每个元素——也都是对应一个变量，因此可以被取地址。

变量有时候被称为可寻址的值。即使变量由表达式临时生成，那么表达式也必须能接受&取地址操作。

任何类型的指针的零值都是nil。如果p指向某个有效变量，那么p != nil测试为真。指针之间也是可以进行相等测试的，只有当它们指向同一个变量或全部是nil时才相等。

var x, y int
fmt.Println(&x == &x, &x == &y, &x == nil)  // true false false

在Go语言中，返回函数中局部变量的地址也是安全的。例如下面的代码，调用f函数时创建局部变量v，在局部变量地址被返回之后依然有效，因为指针p依然引用这个变量。

var p = f()

func f() *int {
    v := 1
    return &v
}

每次调用f函数都将返回不同的结果:

fmt.Println(f() == f()) // false

因为指针包含了一个变量的地址，因此如果将指针作为参数调用函数，那将可以在函数中通过该指针来更新变量的值。例如下面这个例子就是通过指针来更新变量的值，然后返回更新后的值，可用在一个表达式中（译注：这是对C语言中++v操作的模拟，这里只是为了说明指针的用法，incr函数模拟的做法并不推荐）：

func incr(p *int) int {
    *++
}

v := 1
incr(&v) // 2
fmt.Println*(incr(&v)) // 3

每次我们对一个变量取地址，或者复制指针，我们都是为原变量创建了新的别名。例如，*p就是变量v的别名。指针特别有价值的地方在于我们可以不用名字而访问一个变量，但是这是一把双刃剑：要找到一个变量的所有访问者并不容易，我们必须知道变量全部的别名（译注：这是Go语言的垃圾回收器所做的工作）。

不仅仅是指针会创建别名，很多其他引用类型也会创建别名，例如slice、map和chan甚至结构体、数组和接口都会创建所引用变量的别名。

指针是实现标准库中flag包的关键技术，它使用命令行参数来设置对应变量的值，而这些对应命令行标志参数的变量可能会零散分布在整个程序中。为了说明这一点，在早些的echo版本中，就包含了两个可选的命令行参数：-n用于忽略行尾的换行符，-s sep用于指定分隔字符（默认是空格）。下面这是第四个版本，对应包路径为gopl.io/ch2/echo4。

package main

import (
    "flag"
    "fmt"
    "strings"
)

var n = flag.Bool("n", false, "omit trailing new line")
var sep = flag.String("s", " ", "separator")

func main() {
    flag.Parse()
    fmt.Print(strings.Join(flag.Args()), *sep)
    if !*n {
        fmt.Println()
    }
}

调用flag.Bool函数会创建一个新的对应布尔型标志参数的变量。它有三个属性：第一个是命令行标志参数的名字“n”，然后是该标志参数的默认值（这里是false），最后是该标志参数对应的描述信息。如果用户在命令行输入了一个无效的标志参数，或者输入-h或-help参数，那么将打印所有标志参数的名字、默认值和描述信息。类似的，调用flag.String函数将创建一个对应字符串类型的标志参数变量，同样包含命令行标志参数对应的参数名、默认值、和描述信息。程序中的sep和n变量分别是指向对应命令行标志参数变量的指针，因此必须用*sep和*n形式的指针语法间接引用它们。

当程序运行时，必须在使用标志参数对应的变量之前先调用flag.Parse函数，用于更新每个标志参数对应变量的值（之前是默认值）。对于非标志参数的普通命令行参数可以通过调用flag.Args()函数来访问，返回值对应一个字符串类型的slice。如果在flag.Parse函数解析命令行参数时遇到错误，默认将打印相关的提示信息，然后调用os.Exit(2)终止程序。

$ go build gopl.io/ch2/echo4
$ ./echo4 a bc def
a bc def
$ ./echo4 -s / a bc def
a/bc/def
$ ./echo4 -n a bc def
a bc def$
$ ./echo4 -help
Usage of ./echo4:
  -n    omit trailing newline
  -s string
        separator (default " ")