Golang 中的指標 - Pointer

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Go 的原生資料類型可以分為基本類型和進階類型，基本類型主要包含 string， bool， int 及 float 系列，進階類型包含 struct，array/slice，map，chan, func 。

 

相比 Java，Python，Javascript 等參考型別的語言，Golang 擁有類似C語言的指標這個相對古老的特性。但不同於 C 語言，Golang 的指標是單獨的類型，而不是 C 語言中的 int 類型，而且也不能對指標做整數運算。從這一點看，Golang 的指標基本就是一種引用。

 

那麼 Golang 為什麼需要指標？這種指標又能有什麼獨特的用途呢？

 

在學習參考型別語言的時候，總是要先搞清楚，當給一個函數/方法傳參的時候，傳進去的是值還是引用。實際上，在大部分引用型語言裡，參數為基本類型時，傳進去的大都是值，也就是另外複製了一份參數到當前的函數調用棧。參數為進階類型時，傳進去的基本都是引用。這個主要是因為虛擬機器的記憶體管理導致的。

 

記憶體管理中的記憶體地區一般包括 heap 和 stack， stack 主要用來儲存當前調用棧用到的簡單類型資料：string，boolean，int，float 等。這些類型的記憶體佔用小，容易回收，基本上它們的值和指標佔用的空間差不多，因此可以直接複製，GC也比較容易做針對性的最佳化。 複雜的進階類型佔用的記憶體往往相對較大，儲存在 heap 中，GC 回收頻率相對較低，代價也較大，因此傳引用/指標可以避免進行成本較高的複製操作，並且節省記憶體，提高程式運行效率。

 

因此，在下列情況可以考慮使用指標：1，需要改變參數的值；2，避免複製操作；3，節省記憶體；

 

而在 Golang 中，具體到進階類型 struct，slice，map，也各有不同。實際上，只有 struct 的使用有點複雜，slice，map，chan 都可以直接使用，不用考慮是值還是指標。

 

 

struct：

 

對於函數（function），由函數的參數類型指定，傳入的參數的類型不對會報錯，例如：

 

func passValue(s struct){} func passPointer(s *struct){}

 

對於方法（method），接收者（receiver）可以是指標，也可以是值，Golang 會在傳遞參數前自動適配以符合參數的類型。也就是：如果方法的參數是值，那麼按照傳值的方式 ，方法內部對struct的改動無法作用在外部的變數上，例如：

 

package main import "fmt" type MyPoint struct {    X int    Y int} func printFuncValue(p MyPoint){    p.X = 1    p.Y = 1    fmt.Printf(" -> %v", p)} func printFuncPointer(pp *MyPoint){    pp.X = 1 // 實際上應該寫做 (*pp).X，Golang 給了文法糖，減少了麻煩，但是也導致了 * 的不一致    pp.Y = 1    fmt.Printf(" -> %v", pp)} func (p MyPoint) printMethodValue(){    p.X += 1    p.Y += 1    fmt.Printf(" -> %v", p)} // 建議使用指標作為方法（method：printMethodPointer）的接收者（receiver：*MyPoint），一是可以修改接收者的值，二是可以避免大對象的複製func (pp *MyPoint) printMethodPointer(){    pp.X += 1    pp.Y += 1    fmt.Printf(" -> %v", pp)} func main(){    p := MyPoint{0, 0}    pp := &MyPoint{0, 0}     fmt.Printf("\n value to func(value): %v", p)    printFuncValue(p)    fmt.Printf(" --> %v", p)    // Output: value to func(value): {0 0} -> {1 1} --> {0 0}     //printFuncValue(pp) // cannot use pp (type *MyPoint) as type MyPoint in argument to printFuncValue     //printFuncPointer(p) // cannot use p (type MyPoint) as type *MyPoint in argument to printFuncPointer     fmt.Printf("\n pointer to func(pointer): %v", pp)    printFuncPointer(pp)    fmt.Printf(" --> %v", pp)    // Output: pointer to func(pointer): &{0 0} -> &{1 1} --> &{1 1}     fmt.Printf("\n value to method(value): %v", p)    p.printMethodValue()    fmt.Printf(" --> %v", p)    // Output: value to method(value): {0 0} -> {1 1} --> {0 0}     fmt.Printf("\n value to method(pointer): %v", p)    p.printMethodPointer()    fmt.Printf(" --> %v", p)    // Output: value to method(pointer): {0 0} -> &{1 1} --> {1 1}     fmt.Printf("\n pointer to method(value): %v", pp)    pp.printMethodValue()    fmt.Printf(" --> %v", pp)    // Output: pointer to method(value): &{1 1} -> {2 2} --> &{1 1}     fmt.Printf("\n pointer to method(pointer): %v", pp)    pp.printMethodPointer()    fmt.Printf(" --> %v", pp)    // Output: pointer to method(pointer): &{1 1} -> &{2 2} --> &{2 2}}

 

slice :

 

slice 實際上相當於對其依附的 array 的引用，它不儲存資料，只是對 array 進行描述。因此，修改 slice 中的元素，改變會體現在 array 上，當然也會體現在該 array 的所有 slice 上。

可以使用 make([]int) 來建立並初始化 map 。

 

 

map :

 

使用 make(map[string]string) 返回的本身是個引用，可以直接用來操作：

 

map["name"]="Jason"；

 

而如果使用 map 的指標，反而會產生錯誤：

*map["name"]="Jason"  //  invalid indirect of m["title"] (type string)(*map)["name"]="Jason"  // invalid indirect of m (type map[string]string)

 

 

chan :

 

make(chan int) 返回的是可以直接使用的 channel 。

 

 

func :

 

在 Golang 中，func 可以作為一種值被返回，因此也可以使用類似 Python 的 decorator 的方式來加工函數。