深入探索Go语言中的指针：内存操作的艺术

news/2024/9/17 9:42:53/ 标签: golang

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。

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。
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：

& 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。
* 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)

打印结果如下：

在这里插入图片描述

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 := *p
fmt.Println(m) //根据地址取值

打印结果如下：

在这里插入图片描述

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 pointer
fmt.Println(a1) //<nil>var a2 = new(int)
fmt.Println(a2)  //内存地址 0xc000108010
fmt.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

打印结果如下：

在这里插入图片描述

总结如下：

在这里插入图片描述

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（内存地址）；
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 :=2
if 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")
}

switch判断手指名称：

finger := 2
switch 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")
}

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")
}

case后加判断

举个例子：

age := 29
switch {
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)
}

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。

在这里插入图片描述

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 mainimport "fmt"func main() {switch {case false:fmt.Println("false1")fallthroughcase true:fmt.Println("true1")fallthroughcase false:fmt.Println("false2")fallthroughcase true:fmt.Println("true2")case false:fmt.Println("false3")fallthroughdefault:fmt.Println("default case")}
}