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Go 语言中指针介绍

news 2025/9/29 8:17:00

指针是 Go 语言中一个非常核心的概念，也是许多从 PHP 等高级语言转过来的开发者最需要适应的一个点。不过别担心，Go 的指针比 C/C++ 中的指针要安全和简单得多。

理解指针的关键在于，它能让你在程序的不同部分共享和修改同一份数据，而不是传来传去的数据副本。

我们同样从简单到高阶，分场景来彻底搞懂它。

核心概念：什么是指针？

在探讨场景前，我们必须先建立一个清晰的心理模型。

想象一下，一个变量 v 就像一座房子 🏠，里面住着数据（比如数字 10）。

变量 v 本身代表房子，可以直接访问里面的数据。
指针 p 则是写着这座房子地址的一张纸条 📝。

指针（Pointer）本身也是一个变量，但它存储的不是普通数据，而是另一个变量的内存地址。

Go 提供了两个核心操作符来使用指针：

& (取地址符): 当用在变量前面时（如 &v），它的意思是“给我这座房子的地址”。
* (解引用符): 当用在指针变量前面时（如 *p），它的意思是“去纸条上写的地址，把那座房子里的东西取出来”。它也用在类型声明中，表示一个指针类型（如 *int 表示一个指向整数的指针）。

场景一：基础且最常见的用法

1. 在函数中修改外部变量

这是你学习指针的首要理由，也是我们之前在“方法”部分遇到的指针接收者的原理。

场景: 你需要写一个函数，这个函数要能修改传入的参数的值，而不是修改一个副本。例如，一个函数需要将外部的一个计数器加一。

用法:
a) 错误示范 (值传递)

func addOne_Fail(num int) {num = num + 1 // 这里修改的是 num 的一个副本
}func main() {x := 5addOne_Fail(x)fmt.Println(x) // 输出仍然是 5，原始的 x 没有被改变
}

b) 正确示范 (指针传递)

// 参数是一个指向 int 的指针
func addOne_Success(num *int) {// *num 的意思是“去 num 这个地址，把里面的值取出来”// 然后对这个值进行修改*num = *num + 1
}func main() {x := 5// &x 的意思是“把 x 的地址传进去”addOne_Success(&x)fmt.Println(x) // 输出是 6，原始的 x 被成功修改了！
}

我们之前学的 func (u *User) HaveBirthday() 就是这个原理。u 接收的是 User 实例的地址，所以方法能修改原始的 User。

场景二：中阶/性能考量

2. 避免大数据结构的值拷贝

当你的结构体非常大时，在函数间以“值传递”的方式传来传去，会产生巨大的性能开销。因为每一次函数调用，Go 都需要完整地复制一遍整个结构体。

场景:
- 你有一个包含大量字段的配置结构体 Config，需要把它传递给多个函数去读取其中的不同部分。
- 你有一个包含大数据块（比如一个图片或一段音频）的结构体。

用法: 通过传递结构体的指针，你实际上只复制了一个非常小的内存地址（通常是 8 字节），而不是整个庞大的结构体数据。

type BigStruct struct {// 假设这里有很多字段，占用很大内存data [1024 * 10]byte // 10KB 的数据
}// 低效的方式：每次调用都会复制 10KB 的数据
func processByValue(s BigStruct) { /* ... */ }// 高效的方式：只复制一个 8 字节的指针
func processByPointer(s *BigStruct) { /* ... */ }func main() {data := BigStruct{}processByPointer(&data) // 这是更推荐的做法
}

经验法则：当你的结构体比较大，或者需要在多处共享和修改时，优先使用指针。

场景三：高阶/地道用法

3. 表示“可选”或“缺失”的值

一个指针的零值是 nil。这个特性非常有用，可以用来区分“一个值为零”和“根本没有提供值”这两种情况。

场景: 你在设计一个用于更新用户信息的 API。用户只想更新他的年龄，而不想改动姓名。如果你的更新结构体是 struct { Name string; Age int }，那么传过来的 JSON {"age": 30} 会导致 Name 字段是空字符串 ""。你是要更新用户的姓名为空，还是用户根本没提供姓名？这就有歧义了。

用法: 将结构体字段定义为指针类型。如果 JSON 中没有这个字段，那么指针的值就是 nil。

type UpdateUserPayload struct {Name *string `json:"name,omitempty"`Age  *int    `json:"age,omitempty"`
}func main() {// 假设只收到了 age 字段jsonStr := `{"age": 31}`var payload UpdateUserPayloadjson.Unmarshal([]byte(jsonStr), &payload)if payload.Name != nil {fmt.Println("用户想要更新姓名为:", *payload.Name)} else {fmt.Println("用户没有提供新的姓名。")}if payload.Age != nil {fmt.Println("用户想要更新年龄为:", *payload.Age)} else {fmt.Println("用户没有提供新的年龄。")}
}

输出会是：

用户没有提供新的姓名。
用户想要更新年龄为: 31

通过检查指针是否为 nil，我们就能准确地知道用户到底想更新哪些字段。

4. 构建链式数据结构

像链表、树这样的数据结构，其节点之间就是通过指针连接起来的。

场景: 实现一个链表或二叉树。

用法: 结构体中包含一个或多个指向同类型结构体的指针。nil 指针自然地表示链表的末尾或树的叶子节点。

type Node struct {Value intNext  *Node // 指向下一个节点的指针
}func main() {node1 := Node{Value: 10}node2 := Node{Value: 20}node1.Next = &node2 // node1 的 Next 指针指向 node2 的地址// 这样，node1 和 node2 就连接起来了fmt.Println(node1.Value)        // 10fmt.Println(node1.Next.Value)   // 通过指针访问下一个节点的值: 20
}