800字徹底理解Go指針
這篇文章是為不熟悉 Go 的指針或指針類型的程序員而準(zhǔn)備的。
什么是指針?
簡單點(diǎn)說，指針是指向另一個(gè)地址的值。這是教科書上的解釋，但如果你轉(zhuǎn)自一門不用談?wù)撟兞康刂返拈_發(fā)語言時(shí)，這個(gè)解釋看上去猶如一串楔形文字，難以理解。
讓我們分解一下。
什么是內(nèi)存?
計(jì)算機(jī)內(nèi)存，即 RAM，可以被看作是一串盒子，一個(gè)接一個(gè)地排成一行。
每個(gè)盒子(或者稱為單元格)都標(biāo)有一個(gè)惟一的數(shù)字，數(shù)字按順序遞增;這是單元格的地址，其所在的內(nèi)存位置。
每一個(gè)單元格存儲(chǔ)一個(gè)值。如果你知道某個(gè)單元格的內(nèi)存地址，就可以訪問該單元格并讀取里面的內(nèi)容。或者用另外一個(gè)值替換該單元格內(nèi)之前的值。
這都是關(guān)于內(nèi)存的知識(shí)，CPU 所做的一切都是為獲取和存儲(chǔ)值到內(nèi)存單元中。
什么是變量?
編寫一段代碼讀取儲(chǔ)存在內(nèi)存地址為 200 的值，將其乘以 3 并將結(jié)果存儲(chǔ)在內(nèi)存地址為 201 的位置，偽代碼流程如下：
- 讀取存儲(chǔ)在內(nèi)存地址為 200 的值，并將其暫存在 CPU 中;
- 將存儲(chǔ)在 CPU 中的值乘以 3;
- 將存儲(chǔ)在 CPU 中的值存入內(nèi)存地址為 201 的位置;
這正是早期程序的編寫方式。程序員將保留一個(gè)內(nèi)存位置列表，包括誰使用它、何時(shí)使用以及存儲(chǔ)在其中的值表示什么。
很明顯，這很繁瑣而且容易出錯(cuò)，這也意味著在編寫程序期間，必須給存儲(chǔ)在內(nèi)存中的每一個(gè)可能的值分配一個(gè)地址。更糟糕的是，這種方式使得在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地將內(nèi)存分配給變量變得異常困難 -- 試想一下，如果你不得不使用全局變量來編寫大型程序。
為了解決這個(gè)問題，創(chuàng)造了變量的概念。變量只是一個(gè)由數(shù)字字母組成的、標(biāo)識(shí)存儲(chǔ)位置的假名。
現(xiàn)在，我們不再討論存儲(chǔ)位置，而是討論變量，這是我們?yōu)閮?nèi)存位置提供的方便記憶的名稱。之前的程序現(xiàn)在可以表示為:
- 讀取變量 a 中存儲(chǔ)的值并將其放入 CPU 中;
- 將其乘以 3;
- 將結(jié)果存入變量 b;
這是同一個(gè)程序，但有一個(gè)重要的改進(jìn) — 我們不再需要直接討論內(nèi)存位置，也不再需要跟蹤它們 — 把這些繁重的工作交給編譯器處理。
現(xiàn)在，我們可以像下面這樣寫程序：
- var a = 62
- var b = a * 3
編譯器將確保為變量 a 和 b 分配唯一的內(nèi)存位置，以便根據(jù)需要保存它們的值。
什么是指針?
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，內(nèi)存是一系列編號的單元格，而變量僅僅是標(biāo)識(shí)內(nèi)存位置的昵稱，那指針是什么呢?
指針是指向另一個(gè)變量的內(nèi)存位置的值。
指針指向變量的內(nèi)存地址，就像變量標(biāo)識(shí)值的內(nèi)存地址一樣。
一起來看下這段代碼：
- 1func main() {
- 2 a := 200
- 3 b := &a
- 4 *b++
- 5 fmt.Println(a)
- 6}
第二行代碼聲明了變量 a 且賦值 200。
接著，聲明了變量 b 并將變量 a 的地址賦值給它。記住，我們不知道變量 a 存儲(chǔ)的確切地址，但是我們?nèi)匀豢梢詫?a 的地址存儲(chǔ)在 b 中。
第四行代碼是最難理解的。變量 b 存儲(chǔ)的是變量 a 的地址，但我們又想將 a 的值加一。為了達(dá)到這個(gè)目的，必須使用解引用，通過 b 獲得 a 的值。
然后將值加一，并將結(jié)果存儲(chǔ)在 b 指向的內(nèi)存位置上，即變量 a 所在的內(nèi)存位置。
最后一行代碼打印的就是 a 的值，也是加一之后的值 201。
總結(jié)
如果你之前使用的語言沒有指針的概念或者每個(gè)變量都隱含指針，不要驚慌，理解變量與指針之間的關(guān)系需要時(shí)間與實(shí)踐，請記住這條規(guī)則：
指針是指向另一個(gè)變量的內(nèi)存位置的值。
