# 11. 指针

# 指针

区别于C/C++中的指针，Go语言中的指针不能进行偏移和运算，是安全指针。

变量是存储值的地方，借助声明创建的变量使用名字来区分，例如x，但是许多变量仅仅使用像x[i]或者x.f这样的表达式来区分，所有这样表达式读取一个变量的值，除非它们出现在赋值操作符的左边，这个时候是给变量赋值。

指针的值是一个变量的地址，一个指针指示值所保存的位置，不是所有的值都有地址，但是所有的变量都有地址，使用指针，可以在无须知道变量名字的情况下，间接读取或更新变量的值。

要搞明白Go语言中的指针需要先知道3个概念：指针地址、指针类型和指针取值。

Go语言中的指针

任何程序数据载入内存后，在内存都有他们的地址，这就是指针。而为了保存一个数据在内存中的地址，我们就需要指针变量。

比如，“永远不要高估自己”这句话是我的座右铭，我想把它写入程序中，程序一启动这句话是要加载到内存（假设内存地址0x123456），我在程序中把这段话赋值给变量A，把内存地址赋值给变量B。这时候变量B就是一个指针变量。通过变量A和变量B都能找到我的座右铭。

Go语言中的指针不能进行偏移和运算，因此Go语言中的指针操作非常简单，我们只需要记住两个符号：&（取地址）和*（根据地址取值）。

基本数据类型，变量存的就是值，也叫值类型
获取变量的地址，用&，比如： var num int, 获取 num 的地址：&num 分析一下基本数据类型在内存的布局
指针类型，指针变量存的是一个地址，这个地址指向的空间存的才是值
1. 比如：var ptr *int = &num
2. 指针在内存的布局
获取指针类型所指向的值，使用：*，比如：var ptr int, 使用ptr 获取 ptr 指向的值

# 指针地址和指针类型

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。Go语言中使用&字符放在变量前面对变量进行“取地址”操作。 Go语言中的值类型（int、float、bool、string、array、struct）都有对应的指针类型，如：*int、*int64、*string等。

取变量指针的语法如下：

ptr := &v    // v的类型为T

v:代表被取地址的变量，类型为T
ptr:用于接收地址的变量，ptr的类型就为*T，称做T的指针类型。*代表指针。

举例1

func main() {
	a := 10
	b := &a
	fmt.Printf("a:%d ptr:%p\n", a, &a)
	fmt.Printf("b:%p type:%T\n", b, b)
	fmt.Println(&b)
}

结果：
a:10 ptr:0xc00001a078
b:0xc00001a078 type:*int
0xc00000e018

举例2

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	x := 1
	p := &x // 让变量P 存储变量X的地址，这样修改P变量的值就等于修改X变量
	fmt.Println(p) // 输出的是x变量的指针地址
	fmt.Println(*p) // 输出的是x变量指针地址所指向的值
	*p = 2
	fmt.Println(x)
    
    var e, y int
	fmt.Println(&e == &e, &e == &y, &e != nil)
}

//结果：
0xc0000120b0
1
2
true false true

图示取变量地址图示

# 指针取值

在对普通变量使用&操作符取地址后会获得这个变量的指针，然后可以对指针使用*操作，也就是指针取值

func main() {
	//指针取值
	a := 10
	b := &a // 取变量a的地址，将指针保存到b中
	fmt.Printf("type of b:%T\n", b)
	c := *b // 指针取值（根据指针去内存取值）
	fmt.Printf("type of c:%T\n", c)
	fmt.Printf("value of c:%v\n", c)
}

结果：
type of b:*int
type of c:int
value of c:10

总结： 取地址操作符&和取值操作符*是一对互补操作符，&取出地址，*根据地址取出地址指向的值。

变量、指针地址、指针变量、取地址、取值的相互关系和特性如下：

对变量进行取地址（&）操作，可以获得这个变量的指针变量。
指针变量的值是指针地址。
对指针变量进行取值（*）操作，可以获得指针变量指向的原变量的值。

示例：

func modify1(x int) {
	x = 100
}

func modify2(x *int) {
	*x = 100
}

func main() {
	a := 10
	modify1(a)
	fmt.Println(a)
	modify2(&a)
	fmt.Println(a)
}
结果：
10
100

# new和make

先看例子

func main() {
	var a *int
	*a = 100
	fmt.Println(*a)

	var b map[string]int
	b["王子"] = 100
	fmt.Println(b)
}

结果：
报错

执行上面的代码会引发panic，为什么呢？在Go语言中对于引用类型的变量，我们在使用的时候不仅要声明它，还要为它分配内存空间，否则我们的值就没办法存储。而对于值类型的声明不需要分配内存空间，是因为它们在声明的时候已经默认分配好了内存空间。要分配内存，就引出来今天的new和make。 Go语言中new和make是内建的两个函数，主要用来分配内存。

# new

new是一个内置的函数，表达式new(T)创建一个未命名的T类型变量，初始化为T类型的零值，并返回其地址（地址类型为 *T）

函数用法如下：

func new(Type) *Type

Type表示类型，new函数只接受一个参数，这个参数是一个类型
*Type表示类型指针，new函数返回一个指向该类型内存地址的指针。

new函数不太常用，使用new函数得到的是一个类型的指针，并且该指针对应的值为该类型的零值。举个例子：

func main() {
	a := new(int)
	b := new(bool)
	fmt.Printf("%T\n", a)
	fmt.Printf("%T\n", b)
	fmt.Println(*a)      
	fmt.Println(*b)       
}

结果：
*int
*bool
0
false

var a *int只是声明了一个指针变量a但是没有初始化，指针作为引用类型需要初始化后才会拥有内存空间，才可以给它赋值。应该按照如下方式使用内置的new函数对a进行初始化之后就可以正常对其赋值了：

func main() {
	var a *int
	a = new(int)
	*a = 10
	fmt.Println(*a)
}

结果：10

# make

make也是用于内存分配的，区别于new，它只用于slice、map以及chan的内存创建，而且它返回的类型就是这三个类型本身，而不是他们的指针类型，因为这三种类型就是引用类型，所以就没有必要返回他们的指针了。make函数的函数签名如下：

func make(t Type, size ...IntegerType) Type

make函数是无可替代的，我们在使用slice、map以及channel的时候，都需要使用make进行初始化，然后才可以对它们进行操作。这个我们在上一章中都有说明，关于channel我们会在后续的章节详细说明。

var b map[string]int只是声明变量b是一个map类型的变量，需要像下面的示例代码一样使用make函数进行初始化操作之后，才能对其进行键值对赋值：

func main() {
	var b map[string]int
	b = make(map[string]int, 10)
	b["王子"] = 100
	fmt.Println(b)
}

结果：
map[王子:100]

# new与make的区别

二者都是用来做内存分配的。
make只用于slice、map以及channel的初始化，返回的还是这三个引用类型本身；
而new用于类型的内存分配，并且内存对应的值为类型零值，返回的是指向类型的指针。

# 指针的使用细节

值类型，都有对应的指针类型，形式为 * 数据类型，比如 int 的对应的指针就是 *int, float32对应的指针类型就是 *float32, 依次类推
值类型包括：基本数据类型 int 系列, float 系列, bool, string 、数组和结构体 struct

# 值类型和引用类型

# 值类型和引用类型的说明

值类型：基本数据类型 int 系列, float 系列, bool, string 、数组和结构体 struct
引用类型：指针、slice 切片、map、管道 chan、interface 等都是引用类型

# 值类型和引用类型的使用特点

值类型：变量直接存储值，内存通常在栈中分配
引用类型：变量存储的是一个地址，这个地址对应的空间才真正存储数据(值)，内存通常在堆上分配，当没有任何变量引用这个地址时，该地址对应的数据空间就成为一个垃圾，由 GC 来回收
内存的栈区和堆区示意图

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