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ch2-03-2.md

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2.3.2. 指針

一個變量對應一個保存了變量對應類型值的內存空間。普通變量在聲明語句創建時被綁定到一個變量名,比如叫x的變量,但是還有很多變量始終以表達式方式引入,例如x[i]或x.f變量。所有這些表達式一般都是讀取一個變量的值,除非它們是出現在賦值語句的左邊,這種時候是給對應變量賦予一個新的值。

一個指針的值是另一個變量的地址。一個指針對應變量在內存中的存儲位置。併不是每一個值都會有一個內存地址,但是對於每一個變量必然有對應的內存地址。通過指針,我們可以直接讀或更新對應變量的值,而不需要知道該變量的名字(如果變量有名字的話)。

如果用“var x int”聲明語句聲明一個x變量,那麽&x表達式(取x變量的內存地址)將産生一個指向該整數變量的指針,指針對應的數據類型是*int,指針被稱之爲“指向int類型的指針”。如果指針名字爲p,那麽可以説“p指針指向變量x”,或者説“p指針保存了x變量的內存地址”。同時*p表達式對應p指針指向的變量的值。一般*p表達式讀取指針指向的變量的值,這里爲int類型的值,同時因爲*p對應一個變量,所以該表達式也可以出現在賦值語句的左邊,表示更新指針所指向的變量的值。

x := 1
p := &x         // p, of type *int, points to x
fmt.Println(*p) // "1"
*p = 2          // equivalent to x = 2
fmt.Println(x)  // "2"

對於聚合類型每個成員——比如結構體的每個字段、或者是數組的每個元素——也都是對應一個變量,因此可以被取地址。

變量有時候被稱爲可尋址的值。卽使變量由表達式臨時生成,那麽表達式也必須能接受&取地址操作。

任何類型的指針的零值都是nil。如果p != nil測試爲眞,那麽p是指向某個有效變量。指針之間也是可以進行相等測試的,隻有當它們指向同一個變量或全部是nil時才相等。

var x, y int
fmt.Println(&x == &x, &x == &y, &x == nil) // "true false false"

在Go語言中,返迴函數中局部變量的地址也是安全的。例如下面的代碼,調用f函數時創建局部變量v,在局部變量地址被返迴之後依然有效,因爲指針p依然引用這個變量。

var p = f()

func f() *int {
	v := 1
	return &v
}

每次調用f函數都將返迴不同的結果:

fmt.Println(f() == f()) // "false"

因爲指針包含了一個變量的地址,因此如果將指針作爲參數調用函數,那將可以在函數中通過該指針來更新變量的值。例如下面這個例子就是通過指針來更新變量的值,然後返迴更新後的值,可用在一個表達式中(譯註:這是對C語言中++v操作的模擬,這里隻是爲了説明指針的用法,incr函數模擬的做法併不推薦):

func incr(p *int) int {
	*p++ // 非常重要:隻是增加p指向的變量的值,併不改變p指針!!!
	return *p
}

v := 1
incr(&v)              // side effect: v is now 2
fmt.Println(incr(&v)) // "3" (and v is 3)

每次我們對一個變量取地址,或者複製指針,我們都是爲原變量創建了新的别名。例如,*p就是是 變量v的别名。指針特别有價值的地方在於我們可以不用名字而訪問一個變量,但是這是一把雙刃劍:要找到一個變量的所有訪問者併不容易,我們必須知道變量全部的别名(譯註:這是Go語言的垃圾迴收器所做的工作)。不僅僅是指針會創建别名,很多其他引用類型也會創建别名,例如slice、map和chan,甚至結構體、數組和接口都會創建所引用變量的别名。

指針是實現標準庫中flag包的關鍵技術,它使用命令行參數來設置對應變量的值,而這些對應命令行標誌參數的變量可能會零散分布在整個程序中。爲了説明這一點,在早些的echo版本中,就包含了兩個可選的命令行參數:-n用於忽略行尾的換行符,-s sep用於指定分隔字符(默認是空格)。下面這是第四個版本,對應包路徑爲gopl.io/ch2/echo4。

gopl.io/ch2/echo4
// Echo4 prints its command-line arguments.
package main

import (
	"flag"
	"fmt"
	"strings"
)

var n = flag.Bool("n", false, "omit trailing newline")
var sep = flag.String("s", " ", "separator")

func main() {
	flag.Parse()
	fmt.Print(strings.Join(flag.Args(), *sep))
	if !*n {
		fmt.Println()
	}
}

調用flag.Bool函數會創建一個新的對應布爾型標誌參數的變量。它有三個屬性:第一個是的命令行標誌參數的名字“n”,然後是該標誌參數的默認值(這里是false),最後是該標誌參數對應的描述信息。如果用戶在命令行輸入了一個無效的標誌參數,或者輸入-h-help參數,那麽將打印所有標誌參數的名字、默認值和描述信息。類似的,調用flag.String函數將於創建一個對應字符串類型的標誌參數變量,同樣包含命令行標誌參數對應的參數名、默認值、和描述信息。程序中的sepn變量分别是指向對應命令行標誌參數變量的指針,因此必須用*sep*n形式的指針語法間接引用它們。

當程序運行時,必須在使用標誌參數對應的變量之前調用先flag.Parse函數,用於更新每個標誌參數對應變量的值(之前是默認值)。對於非標誌參數的普通命令行參數可以通過調用flag.Args()函數來訪問,返迴值對應對應一個字符串類型的slice。如果在flag.Parse函數解析命令行參數時遇到錯誤,默認將打印相關的提示信息,然後調用os.Exit(2)終止程序。

讓我們運行一些echo測試用例:

$ go build gopl.io/ch2/echo4
$ ./echo4 a bc def
a bc def
$ ./echo4 -s / a bc def
a/bc/def
$ ./echo4 -n a bc def
a bc def$
$ ./echo4 -help
Usage of ./echo4:
  -n    omit trailing newline
  -s string
        separator (default " ")