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Go 必知必会:深入探索 Go 语言中的指针,内存操作的艺术

作者:王中阳Go
  • 2024-09-24
    浙江
  • 本文字数:2274 字

    阅读完需:约 7 分钟

Go必知必会:深入探索Go语言中的指针,内存操作的艺术

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本文来自极客学院专栏,欢迎订阅:Go入门进阶实战专栏:其实学Go很简单。


首先,尽管指针(pointer)和 switch 语句在概念上并无直接联系,但本文将它们并置讨论的原因在于:这两个编程概念在实际学习和应用过程中常被编程人员所忽视。


  1. 对于指针的使用,初学者往往因其概念的抽象性和操作的复杂性而产生畏惧,倾向于避免使用或在并发编程中错误地应用,这可能导致严重的数据竞争和同步问题,影响程序的稳定性和安全性。

  2. 另一方面,许多开发者在面对条件分支时,习惯性地依赖 if-else 语句,而未能充分利用 switch 语句在处理多条件逻辑时的高效性和清晰性,从而错失了优化代码结构和提升程序性能的机会。

指针 pointer

在 Go 语言中,指针是编程中一个核心的概念,它允许程序直接操作内存地址。虽然 Go 语言对指针的操作相对简单,主要通过两个符号来实现:


  1. & 操作符用于获取变量的内存地址。当你想要获取一个变量的引用,而不是它的值时,可以使用&来取地址。

  2. * 操作符用于间接引用,也就是通过一个指针来访问和修改它所指向的内存地址上存储的值。

应用

在许多编程语言中,变量是对内存中存储的值的一个命名引用。然而,有时我们可能需要直接操作内存地址,这就需要用到指针。Go 语言提供了两种基本的指针操作符号:&用于获取变量的内存地址,而*用于间接引用,即通过指针来访问或修改内存地址上存储的值。


现在,让我们通过一个具体的例子来演示这些操作:


n := 18// 取地址fmt.Println(&n)fmt.Println(*&n)
复制代码


打印结果如下:


查询内存地址的类型

当我们获取一个变量的地址时,实际上是创建了一个指针类型的变量,这个指针变量的类型是由它所指向的变量的类型决定的。例如,如果一个指针指向一个int类型的变量,那么这个指针的类型就是*int,即指向int的指针。


现在,让我们通过代码示例来演示如何查询内存地址的类型,并根据这个地址来获取和打印原始变量的值:


p := &n// 根据地址取值fmt.Printf("%T\n", p) // 打印结果是*int,即int类型的指针m := *pfmt.Println(m) //根据地址取值
复制代码


打印结果如下:



我们发现打印的结果是:*int,即 int 类型的指针。

nil pointer

nil是一个特殊的值,表示指针没有指向任何内存地址。这与 C 或 C++中的空指针概念类似,但 Go 语言的nil指针更加安全,因为它们不允许进行解引用操作,从而避免了潜在的程序崩溃。当一个指针变量被声明后未初始化,它就是一个nil指针。了解如何声明和识别nil指针,以及如何安全地使用它们,是每个 Go 程序员的必备技能。


现在,让我们通过代码示例来演示nil指针的使用和转换:


var a1 *int     //nil pointerfmt.Println(a1) //<nil>
var a2 = new(int)fmt.Println(a2) //内存地址 0xc000108010fmt.Println(*a2) //0 根据内存地址取值 没有值返回0
*a2 = 100 //根据内存地址赋值fmt.Println(*a2) //100
复制代码


打印结果如下:



总结如下:



  1. 对变量进行取地址操作(&),可以获得这个变量的指针变量;

  2. 指针变量的值是指针地址(内存地址);

  3. 对指针变量进行取值操作(*),可以获得这个指针变量指向原变量的值,即通过内存地址取值。

switch

我们往往习惯于使用 if 判断,switch 可以简化 if 判断。


switch 的作用和 if 是一样的,都是进行条件判断,引入 switch 的原因是能简化我们的 if 判断,让代码的可读性更强。

可读性更好

举个例子:if 判断来判断手指的名称。


finger :=2if finger==1 {   fmt.Println("大拇指")}else if finger==2 {   fmt.Println("食指")}else if finger==5 {   fmt.Println("小拇指")}else {   fmt.Println("无效")}
复制代码


switch 判断手指名称:


finger := 2switch finger {case 1:   fmt.Println("大拇指")case 2:   fmt.Println("食指")case 5:   fmt.Println("小拇指")default:   fmt.Println("无效")}
复制代码


对比之下立竿剪影:switch case 这种方式可读性更好。

case 后支持多个参数

举个例子:奇偶数判断。


switch n := 3; n {case 1, 3, 5, 7, 9:   fmt.Println("奇数")case 2, 4, 6, 8, 10:   fmt.Println("偶数")}
复制代码

case 后加判断

举个例子:


age := 29switch {case age < 18:   fmt.Println("好好学习Z")case age > 18 && age < 60:   fmt.Println("好好上班")case age > 60:   fmt.Println("希望不用继续上班了,哈哈")default:   fmt.Println(age)}
复制代码


注意:当在 case 后加判断时,switch 后面不需要传入参数,否则会报错:类型不匹配。


fallthrough

在一个 switch 块内,每个 case 无需声明 break 来终止,如果想顺序执行使用 fallthrough;在一个 switch 块内,都必须包含一个 default 语句并且放在最后,即使它什么代码也没有。


package main
import "fmt"
func main() {
switch { case false: fmt.Println("false1") fallthrough case true: fmt.Println("true1") fallthrough case false: fmt.Println("false2") fallthrough case true: fmt.Println("true2") case false: fmt.Println("false3") fallthrough default: fmt.Println("default case") }}
复制代码

总结

相信你阅读完这篇文章对 Go 语言中的指针有了更深刻的理解。至于 switch,只要我们心里有这个概念即可:switch 作用和 if 一样,当我们意识到需要写多个 if 判断时,改用 switch 实现,往往会是比较好的实践。

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