Go语言学习10-指针类型

3.Go语言数据类型

书接上篇，咱们了解了Go语言的 结构体类型，本篇介绍Go语言的指针类型。主要以下：

3.8 指针

指针是一个表明着某个内存地址的值。这个内存地址每每是在内存中存储的另外一个变量的值的起始位置。Go语言既没有像Java语言那样取消了代码对指针的直接操做的能力，也避免了C/C++语言中因为对指针的滥用而形成的安全和可靠性问题。

Go语言的指针类型指代了指向一个给定类型的变量的指针。它经常被称为指针的基本类型。指针类型是Go语言的复合类型之一。

3.8.1 类型表示法

能够经过在任何一个有效的数据类型的左边加入 * 来获得与之对应的指针类型。例如，一个元素类型为 int 的切片类型所对应的指针类型是 *[]int ,前面的结构体类型 Sequence 所对应的指针类型是 *Sequence。

注意：若是表明类型的是一个限定标识符（如 sort.StringSlice），那么表示与其对应的指针类型的字面量应该是 *sort.StringSlice ,而不是 sort.*StringSlice。

在Go语言中，还有一个专门用于存储内存地址的类型 uintptr。而 uintptr 类型与 int 类型和 uint 类型同样，也属于整数类型。它的值是一个可以保存一个指针类型值（简称指针值）的位模式形式。

3.8.2 值表示法

若是一个变量 v 的值是可寻址的，表达式 &v 就表明了指向变量 v 的值的指针值。

知识点： 若是某个值确实被存储在了计算机中，而且有一个内存地址能够表明这个值在内存中存储的起始位置，那么就能够说这个值以及表明它的变量是可寻址的。

3.8.3 属性和基本操做

指针类型属于引用类型，它的零值是 nil。

对指针的操做，从标准代码包 unsafe 讲起，以下为省略文档的 unsafe 包下面的 unsafe.go 的源码（可自行到Go安装包 src 目录查看详细内容）：

package unsafe

type ArbitraryType int
type Pointer *ArbitraryType

func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr
func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr
func Alignof(x ArbitraryType) uintptr

在代码包 unsafe 中，有一个名为 ArbitraryType 的类型。从类型声明上看，它是 int 类型的一个别名类型。可是，它实际上能够表明任意的Go语言表达式的结果类型。事实上，它也并不算是 unsafe 包的一部分，在这里声明它仅处于代码文档化的目的。另外 unsafe 还声明了一个名为 Pointer 的类型，它表明了ArbitraryType 类型的指针类型。

以下有4个与 unsafe.Pointer 类型相关的特殊转换操做：

1. 一个指向其余类型的指针值均可以被转换为一个unsafe.Pointer类型值。例如，若是有一个float32类型的变量f32，那么能够将与它的对应的指针值转换为一个unsafe.Pointer类型的值：

   pointer := unsafe.Pointer(&f32)

   其中，在特殊标记 := 右边就是用于进行转换操做的调用表达式。取值表达式 &f32 的求值结果是一个 *float32 类型的值。

2. 一个 unsafe.Pointer 类型值能够被转换为一个与任何类型对应的指针类型的值。例如：

   vptr := (*int)(pointer)

   上面的代码用于将 pointer 的值转换为与指向int类型值的指针值，并赋值给变量 vptr。*int* 类型和 float32 类型在内存中的布局是不一样的，若是咱们在它们之上直接进行类型转换（对应表达式 (int)(&f32)) 是不行，这会产生一个编译错误。有了上面的 unsafe.Pointer 做为中转类型的时候，看起来操做没有问题，但在使用取值表达式 vptr 的时候会出现问题，int 类型的值和 float32 类型的值解析获得的结果是彻底不一样的，这样会产生一个不正确的结果。好比，若是这里对变量 vptr** 的赋值语句改成：

   vptr := (*string)(pointer)

   取值表达式 *vptr的求值就会引起一个运行时恐慌。

3. 一个 uintptr 类型的值也能够被转换为一个 unsafe.Pointer 类型的值。例如：

   pointer2 := unsafe.Pointer(uptr)

4. 一个 unsafe.Pointer 类型值能够被转换为一个 uintptr 类型的值。例如：

   uptr := uintptr(pointer)

注意：正是由于这些特殊的转换操做，unsafe.Pointer 类型可使程序绕过Go语言的类型系统并在任意的内存地址上进行读写操做成为可能。但这些操做很是危险，当心使用。

如今用以前的结构体类型 Person 举例，以下：

type Person struct {
    Name    string `json:"name"`
    Age     uint8 `json:"age"`
    Address string `json:"addr"`
}

初始化 Person 的值，并把它的指针值赋给变量 p :

p := &Person(“Huazie”, 23, “Nanjing”)

下面利用上述特殊转换操做中的第一条和第三条获取这个结构体值在内存中的存储地址：

var puptr = uintptr(unsafe.Pointer(p))

变量 puptr 的值就是存储上面那个 Person 类型值的内存地址。因为类型 uintptr 的值其实是一个无符号整数，因此咱们能够在该类型的值上进行任何算术运算。例如：

// 变量np表示结构体中的Name字段值的内存地址。
var np uintptr = puptr + unsafe.Offsetof(p.Name)

如上 unsafe.Offsetof 函数会返回做为参数的某字段（由相应的选择表达式表示）在其所属的结构体类型之中的存储偏移量。也就是，在内存中从存储这个结构体值的起始位置到存储其中某字段的值的起始位置之间的距离。这个存储偏移量（或者说距离）的单位是字节，它的值的类型是 uintptr。对于同一个结构体类型和它的同一个字段来讲，这个存储偏移量老是相同的。

在得到存储 Name 字段值的内存地址以后，将它还原成指向这个 Name 字段值的指针类型值，以下：

var name *string = (*string)(unsafe.Pointer(np))

获取这个 Name 字段的值：

*name

只要得到了存储某个值的内存地址，就能够经过必定的算术运算获得存储在其余内存地址上的值甚至程序。以下一个恒等式显示上面的一些操做：

uintptr(unsafe.Pointer(&s)) + unsafe.Offsetof(s.f) == uintptr(unsafe.Pointer(&s.f))

结语

Go数据类型的知识就记到这，下一篇介绍 Go语言数据的使用。其中 通道类型，比较特殊，将会在后续的博文仔细讲解，敬请期待！！！

最后附上知名的Go语言开源框架：

Skynet: 一个分布式服务框架。它能够帮助咱们构建起大规模的分布式应用系统。它的源码放置在https://github.com/skynetservices/skynet上。