一文了解 Go 中的指针和结构体

前言

前面的两篇文章对 Go 语言的基础语法和基本数据类型以及几个复合数据类型进行介绍，本文将对 Go 里面的指针和结构体进行介绍，也为后续文章做铺垫。

指针

在 Go 语言中，指针可以简单理解是一个地址，指针类型是依托于某一个类型而存在的，例如 Go 里面的基本数据类型 int、float64、string 等，它们所对应的指针类型为 *int、*float64、*string等。

指针的定义

• 语法格式：var 指针变量名 *数据类型 = &变量。
  & 为取地址符号，通过 & 符号获取某个变量的地址，然后赋值给指针变量。

  import (
    "fmt"
  )
  
  func main() {
    var num int = 666
    var numPtr *int = &num
    fmt.Println(numPtr)  // num 变量的地址值 0xc00001c098
    fmt.Println(&numPtr) // 指针变量本身的地址值 0xc00000a028
  }

  npmPtr 指针变量指向变量 num，0xc00001c098 为 num 变量的地址，0xc00000a028 为指针变量本身的地址值。

  

• 使用 new(T) 函数创建指针变量

  import (
    "fmt"
  )
  
  func main() {
    numPtr := new(int)
    fmt.Println(numPtr)  // 0xc000122058
    fmt.Println(*numPtr) // 0
  }

  new(T) 函数为每个类型分配一片内存，内存单元保存的是对应类型的零值，函数返回一个指针类型。

• 错误的类型地址赋值

  func main() {
    var num float64 = 666
    var numPtr *int = &num // cannot use &num (value of type *float64) as type *int in variable declaration
  }

  当指针所依托的类型与变量的类型不一致时，Go 编译器会报错，类型不匹配。

  获取和修改指针所指向变量的值

• 通过指针获取所指向变量的值

  func main() {
    var num int = 666
    var numPtr *int = &num
  
    // 获取 num 的值
    fmt.Println(*numPtr) // 666
  }

  对指针使用 * 操作符可以获取所指向变量的值。

• 通过指针修改所指向变量的值

  import (
    "fmt"
  )
  
  func main() {
    var num int = 666
    var numPtr *int = &num
  
    // 修改 num 的值
    *numPtr = 555
    fmt.Println(num) // 555
  }

  同时也可以对指针使用 * 操作符修改所指向变量的值。

  结构体

  通过上一篇文章，我们了解了数组和切片的特点，它们可以存储一组相同类型的数据，而结构体，它可以由 0 个或多个字段组成，每个字段的数据类型可以一样，也可以不一样。结构体可以表示一个对象，例如：人，人包含的一些字段有姓名、性别和年龄等。

  结构体定义

  语法格式：

  type XXX struct {
    /*
    结构体字段定义区域
    */
  }

  XXX 为结构体的名字，下面以人为对象，引入结构体

  // Person定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }

  上述代码定义了人的结构体 Person，包含四个字段，字段的命名规则和变量是一样的，前三个字段首字母大写，可以被包外访问，第四个字段首字母小写，表示只能在包内访问。
  除了上述的定义方式以外，结构体里还可以内嵌结构体

  // Person 定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }
  
  // Phone 手机结构体
  type Phone struct {
    // 品牌
    Brand string
    // 拥有者
    Owner Person
  }

  上述代码定义了 Person 结构体和 Phone 结构体，Phone 结构体拥有两个字段，分别为 Brand 品牌和 Owner 拥有者，Owner 属性的类型，指定为我们所自定义的 Person 结构体。以这种方式定义的结构体字段，我们可以称为嵌入字段（Embedded Field），也可以将这种字段称为匿名字段。

  结构体的创建方式

• 1、声明一个结构体变量

  // Person 定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }
  
  func main() {
    var person Person
    fmt.Println(person.Name)     // ""
    fmt.Println(person.Age)      // 0
    fmt.Println(person.Sex)      // ""
    fmt.Println(person.idNumber) // ""
  
    // 修改结构体字段的值
    person.Name = "chenmingyong"
    fmt.Println(person.Name) // "chenmingyong"
  }
  

  • 通过声明一个结构体变量，隐式创建一个结构体变量，这个结构体变量各个字段值默认为零值，也就是对应类型的默认值。
  • 结构体属性的值，可以通过 变量.字段名 的方式获取，同时也可以通过此方式对字段值进行修改。

• 2、使用复合字面值进行显式初始化结构体对象

  import "fmt"
  
  // Person 定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }
  
  func main() {
    person := Person{
        "chenmingyong",
        18,
        "男",
        "xxxxxxxxx",
    }
  
    fmt.Println(person) // {chenmingyong 18 男 xxxxxxxxx}
  }

  • 上述代码根据字段的顺序进行赋值，实际上，Go 语言并不推荐我们用这种方式进行赋值，因为可能会带来一些问题，例如结构体的某个中间的字段被删除或者字段的顺序改变了，那么我们需要维护对应代码，调整赋值的顺序。
  • 上述创建结构体的方式有弊端，因此我们需要换一种方法，如下第三种方法。

• 3、 使用 field:value 形式的复合字面值进行显式初始化结构体对象

  import "fmt"
  
  // Person 定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }
  
  func main() {
    person := Person{
        Sex:      "男",
        Age:      18,
        Name:     "chenmingyong",
        idNumber: "xxxxxxxxx",
    }
  
    fmt.Println(person) // {chenmingyong 18 男 xxxxxxxxx}
  }

  通过以上的方式，我们就不被字段的顺序所约束了。

• 4、通过 new(T) 函数创建结构体指针

  // Person 定义一个人的结构体
  type Person struct {
    // 姓名
    Name string
    // 年龄
    Age int
    // 性别
    Sex string
    // 身份证号
    idNumber string
  }
  
  func main() {
    person := new(Person)
    (*person).Name = "chenmignyong"
    fmt.Println((*person).Name) // chenmignyong
    // 简化赋值，底层自动转换成 (*person).Age = 18
    person.Age = 18
    fmt.Println(person.Age) // 18
  }

  前面提到过，访问指针所指向变量的值，需要使用 * 操作符，但在结构体这里有点特殊，如果不加 * 的话，底层会将 person.Age = 18 转成 (*person).Age = 18。

  小结

  本文对指针和结构体进行了介绍，也指出使用指针和结构体时需要注意的一些地方。因为本文是基于了解的层面去写的文章，一些深入的知识并没有提到，然后也没有提到结构体的方法，是因为打算留到后面和函数一起去介绍。

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