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800 字彻底理解 Go语言 指针

时间:2019-11-06 09:41:57  来源:  作者:

这篇文章是为不熟悉 Go 的指针或指针类型的程序员而准备的。

什么是指针?

简单点说,指针是指向另一个地址的值。这是教科书上的解释,但如果你转自一门不用谈论变量地址的开发语言时,这个解释看上去犹如一串楔形文字,难以理解。

让我们分解一下。

什么是内存

计算机内存,即 RAM,可以被看作是一串盒子,一个接一个地排成一行。

每个盒子(或者称为单元格)都标有一个惟一的数字,数字按顺序递增;这是单元格的地址,其所在的内存位置。

800 字彻底理解 Go 指针

 

每一个单元格存储一个值。如果你知道某个单元格的内存地址,就可以访问该单元格并读取里面的内容。或者用另外一个值替换该单元格内之前的值。

这都是关于内存的知识,CPU 所做的一切都是为获取和存储值到内存单元中。

什么是变量?

编写一段代码读取储存在内存地址为 200 的值,将其乘以 3 并将结果存储在内存地址为 201 的位置,伪代码流程如下:

  • 读取存储在内存地址为 200 的值,并将其暂存在 CPU 中;
  • 将存储在 CPU 中的值乘以 3;
  • 将存储在 CPU 中的值存入内存地址为 201 的位置;
800 字彻底理解 Go 指针

 

这正是早期程序的编写方式。程序员将保留一个内存位置列表,包括谁使用它、何时使用以及存储在其中的值表示什么。

很明显,这很繁琐而且容易出错,这也意味着在编写程序期间,必须给存储在内存中的每一个可能的值分配一个地址。更糟糕的是,这种方式使得在程序运行时动态地将内存分配给变量变得异常困难 -- 试想一下,如果你不得不使用全局变量来编写大型程序。

为了解决这个问题,创造了变量的概念。变量只是一个由数字字母组成的、标识存储位置的假名。

现在,我们不再讨论存储位置,而是讨论变量,这是我们为内存位置提供的方便记忆的名称。之前的程序现在可以表示为:

  • 读取变量 a 中存储的值并将其放入 CPU 中;
  • 将其乘以 3;
  • 将结果存入变量 b;
800 字彻底理解 Go 指针

 

这是同一个程序,但有一个重要的改进 — 我们不再需要直接讨论内存位置,也不再需要跟踪它们 — 把这些繁重的工作交给编译器处理。

现在,我们可以像下面这样写程序:

var a = 62
var b = a * 3

编译器将确保为变量 a 和 b 分配唯一的内存位置,以便根据需要保存它们的值。

什么是指针?

现在我们已经知道,内存是一系列编号的单元格,而变量仅仅是标识内存位置的昵称,那指针是什么呢?

指针是指向另一个变量的内存位置的值。

指针指向变量的内存地址,就像变量标识值的内存地址一样。

一起来看下这段代码:

1func main() {
2 a := 200
3 b := &a
4 *b++
5 fmt.Println(a)
6}

第二行代码声明了变量 a 且赋值 200。

800 字彻底理解 Go 指针

 

接着,声明了变量 b 并将变量 a 的地址赋值给它。记住,我们不知道变量 a 存储的确切地址,但是我们仍然可以将 a 的地址存储在 b 中。

800 字彻底理解 Go 指针

 

第四行代码是最难理解的。变量 b 存储的是变量 a 的地址,但我们又想将 a 的值加一。为了达到这个目的,必须使用解引用,通过 b 获得 a 的值。

800 字彻底理解 Go 指针

 

然后将值加一,并将结果存储在 b 指向的内存位置上,即变量 a 所在的内存位置。

800 字彻底理解 Go 指针

 

最后一行代码打印的就是 a 的值,也是加一之后的值 201。

总结

如果你之前使用的语言没有指针的概念或者每个变量都隐含指针,不要惊慌,理解变量与指针之间的关系需要时间与实践,请记住这条规则:

指针是指向另一个变量的内存位置的值。

原文地址:

https://dave.cheney.net/2017/04/26/understand-go-pointers-in-less-than-800-words-or-your-money-back

原文作者:Dave Cheney
译者:SeekLoad,首发于公众号:Golang来啦

译者水平有限,如有翻译或理解错误,烦请帮忙指出,感谢!



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