6.5 Go 指针

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📒文章目录
- - 指针基础
  - - 声明和初始化指针
    - 指针与数组
  - 指针的高级使用技巧
  - - 指针与结构体
    - 指针传递与逃逸分析
    - 指针与接口
    - 指针与并发
  - 总结

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在 Go 语言中，指针是实现高效内存管理和数据共享的关键工具。对于中高级开发者而言，掌握指针的使用不仅能够提升程序的性能，还能增强代码的灵活性和可读性。本文将深入探讨 Go 指针的高级使用技巧，帮助开发者在实际工作中更好地利用这一特性。

指针基础

在 Go 中，指针是一个变量，它存储了另一个变量的内存地址。通过指针，我们可以间接访问和修改变量的值。Go 语言的指针类型定义为 *T，其中 T 是指针指向的变量类型。

声明和初始化指针

var p *int    // 声明一个指向 int 类型的指针 p
p = new(int)  // 初始化指针 p，分配一个 int 类型的内存空间
*p = 10       // 通过指针 p 设置变量的值为 10
fmt.Println(*p) // 输出：10

指针与数组

数组在 Go 中是值类型，当数组作为函数参数传递时，实际上是传递了数组的一个副本。为了在函数内部修改数组，我们通常使用指针。

func increment(arr *[5]int) {
    for i := 0; i < len(*arr); i++ {
        (*arr)[i]++
    }
}

func main() {
    myArr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    increment(&myArr)
    fmt.Println(myArr) // 输出：[2 3 4 5 6]
}

指针的高级使用技巧

指针与结构体

结构体是 Go 中实现面向对象编程特性的一种方式。通过指针，我们可以在不改变结构体大小时，实现对结构体成员的修改。

type Person struct {
    Name string
    Age  int
}

func (p *Person) Greet() {
    fmt.Printf("Hello, my name is %s and I am %d years old.\n", p.Name, p.Age)
}

func main() {
    person := Person{Name: "Alice", Age: 30}
    personPtr := &person
    personPtr.Greet() // 使用指针调用方法
}

指针传递与逃逸分析

Go 编译器会进行逃逸分析（escape analysis），以决定变量应该分配在栈上还是堆上。当变量作为指针传递给函数时，如果函数内部对指针指向的值进行了修改，该变量可能会被分配到堆上，以避免栈溢出。

func modifySlice(slice *[]int) {
    *slice = append(*slice, 10)
}

func main() {
    mySlice := []int{1, 2, 3}
    modifySlice(&mySlice)
    fmt.Println(mySlice) // 输出：[1 2 3 10]
}

指针与接口

接口在 Go 中是一种动态类型，它允许我们编写更灵活的代码。通过指针，我们可以在接口中传递和修改数据。

type Animal interface {
    MakeSound()
}

type Dog struct {
    Name string
}

func (d *Dog) MakeSound() {
    fmt.Println(d.Name, "says Woof!")
}

func main() {
    dog := Dog{Name: "Buddy"}
    animal := Animal(&dog) // 接口作为指针传递
    animal.MakeSound()     // 输出：Buddy says Woof!
}

指针与并发

在 Go 的并发编程中，指针的使用可以避免数据竞争，因为每个 goroutine 可以有自己的栈，但它们共享指针指向的堆内存。

func worker(id int, data *int) {
    *data += id
}

func main() {
    var sharedData int
    for i := 0; i < 5; i++ {
        go worker(i, &sharedData)
    }
    time.Sleep(1 * time.Second) // 等待所有 goroutine 完成
    fmt.Println(sharedData) // 输出：10
}