第 10 章：指针

10.1 什么是指针？指针的作用

指针是一个变量，它存储的是另一个变量的内存地址。指针的主要作用是：

• 传递大型数据结构时避免复制，提高性能
• 实现引用语义，允许函数修改调用者的变量
• 实现数据结构如链表、树等

10.2 指针定义与取值、取地址

定义指针

使用 * 符号定义指针类型：

var ptr *int // 定义一个指向 int 类型的指针

取地址

使用 & 符号获取变量的地址：

var x int = 10
ptr := &x // ptr 现在指向 x 的地址

取值

使用 * 符号获取指针指向的值：

var x int = 10
ptr := &x
fmt.Println(*ptr) // 输出 10

示例

package main

import "fmt"

func main() {
    var x int = 10
    fmt.Println("x =", x)
    fmt.Println("&x =", &x)
    
    var ptr *int = &x
    fmt.Println("ptr =", ptr)
    fmt.Println("*ptr =", *ptr)
    
    // 通过指针修改值
    *ptr = 20
    fmt.Println("After modifying through pointer:")
    fmt.Println("x =", x)
    fmt.Println("*ptr =", *ptr)
}

10.3 指针与函数、指针与切片 / Map

指针与函数

通过指针，函数可以修改调用者的变量：

func increment(x *int) {
    *x++
}

func main() {
    var x int = 10
    fmt.Println("Before:", x) // 输出 10
    increment(&x)
    fmt.Println("After:", x)  // 输出 11
}

指针与切片

切片本身就是引用类型，不需要使用指针：

func modifySlice(s []int) {
    s[0] = 100
}

func main() {
    s := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println("Before:", s) // 输出 [1 2 3]
    modifySlice(s)
    fmt.Println("After:", s)  // 输出 [100 2 3]
}

指针与 Map

Map 也是引用类型，不需要使用指针：

func modifyMap(m map[string]int) {
    m["key"] = 100
}

func main() {
    m := map[string]int{"key": 10}
    fmt.Println("Before:", m) // 输出 map[key:10]
    modifyMap(m)
    fmt.Println("After:", m)  // 输出 map[key:100]
}

10.4 指针使用注意事项

1. 空指针

未初始化的指针是 nil，不能对 nil 指针进行取值操作：

var ptr *int
fmt.Println(ptr) // 输出 <nil>
// fmt.Println(*ptr) // 运行时错误：nil pointer dereference

2. 指针的零值

指针的零值是 nil：

var ptr *int
if ptr == nil {
    fmt.Println("ptr is nil")
}

3. 指针的比较

可以比较两个指针是否指向同一个地址：

var x int = 10
ptr1 := &x
ptr2 := &x
fmt.Println(ptr1 == ptr2) // 输出 true

var y int = 10
ptr3 := &y
fmt.Println(ptr1 == ptr3) // 输出 false

4. new 函数

使用 new 函数创建一个新的变量并返回其指针：

ptr := new(int) // 创建一个 int 类型的变量，返回其指针
*ptr = 10
fmt.Println(*ptr) // 输出 10

5. 指针数组

var x, y, z int = 1, 2, 3
arr := [3]*int{&x, &y, &z}
for _, p := range arr {
    fmt.Println(*p)
}

6. 指针的指针

var x int = 10
ptr := &x
pptr := &ptr
fmt.Println(**pptr) // 输出 10