golang 的指针和非指针方法的见解

本文探讨了Go语言中值类型与指针类型的变量如何影响方法调用及修改行为。通过具体实例展示了不同情况下变量的拷贝与引用区别,以及这些差异如何影响接口实现。

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值类型的变量和指针类型的变量

先声明一个结构体:

type T struct {
    Name string
}

func (t T) M1() {
    t.Name = "name1"
}

func (t *T) M2() {
    t.Name = "name2"
}

M1() 的接收者是值类型 T, M2() 的接收者是值类型 *T , 两个方法内都是改变Name值。

下面声明一个 T 类型的变量,并调用 M1() 和 M2() 。

    t1 := T{"t1"}

    fmt.Println("M1调用前:", t1.Name)
    t1.M1()
    fmt.Println("M1调用后:", t1.Name)

    fmt.Println("M2调用前:", t1.Name)
    t1.M2()
    fmt.Println("M2调用后:", t1.Name)

输出结果为:

M1调用前: t1
M1调用后: t1
M2调用前: t1
M2调用后: name2

下面猜测一下go会怎么处理。

先来约定一下:接收者可以看作是函数的第一个参数,即这样的: func M1(t T), func M2(t *T)。 go不是面向对象的语言,所以用那种看起来像面向对象的语法来理解可能有偏差。

当调用 t1.M1() 时相当于 M1(t1) ,实参和行参都是类型 T,可以接受。此时在M1()中的t只是t1的值拷贝,所以M1()的修改影响不到t1。

当调用 t1.M2() => M2(t1),这是将 T 类型传给了 *T 类型,go可能会取 t1 的地址传进去: M2(&t1)。所以 M2() 的修改可以影响 t1 。

T类型的变量只拥有M1方法,不拥有M2,它对M2方法的调用是通过(&t1).M2()实现的,即取t1的地址的方法

下面声明一个 *T 类型的变量,并调用 M1() 和 M2() 。

  t2 := &T{"t2"}

    fmt.Println("M1调用前:", t2.Name)
    t2.M1()
    fmt.Println("M1调用后:", t2.Name)

    fmt.Println("M2调用前:", t2.Name)
    t2.M2()
    fmt.Println("M2调用后:", t2.Name)

输出结果为:

M1调用前: t2
M1调用后: t2
M2调用前: t2
M2调用后: name2

t2.M1() => M1(t2), t2 是指针类型, 取 t2 的值并拷贝一份传给 M1。

t2.M2() => M2(t2),都是指针类型,不需要转换。

*T 类型的变量也是拥有这两个方法的。

传给接口会怎样?

先声明一个接口

type Intf interface {
    M1()
    M2()
}

使用:

 var t1 T = T{"t1"}
    t1.M1()
    t1.M2()

    var t2 Intf = t1
    t2.M1()
    t2.M2()

报错:

./main.go:9: cannot use t1 (type T) as type Intf in assignment:
    T does not implement Intf (M2 method has pointer receiver)

var t2 Intf = t1 这一行报错。前面说过T类型变量只拥有M1方法,不拥有M2方法

当把 var t2 Intf = t1 修改为 var t2 Intf = &t1 时编译通过,此时 t2 获得的是 t1 的地址, t2.M2() 的修改可以影响到 t1 了。编译之所以通过是因为*T 类型同时拥有了M1和M2方法

嵌套类型

声明一个类型 S,将 T 嵌入进去

type S struct { T }
使用下面的例子测试一下:

  t1 := T{"t1"}     
  s := S{t1}    

  fmt.Println("M1调用前:", s.Name)
  s.M1()
  fmt.Println("M1调用后:", s.Name)

  fmt.Println("M2调用前:", s.Name)     
  s.M2()     
  fmt.Println("M2调用后:", s.Name)      
  fmt.Println(t1.Name)

输出:

M1调用前: t1 
M1调用后: t1 
M2调用前: t1 
M2调用后: name2 

t1 将 T 嵌入 S, 那么 T 拥有的方法和属性 S 也是拥有的,但是接收者却不是 S 而是 T。

所以 s.M1() 相当于 M1(t1) 而不是 M1(s)。

最后 t1 的值没有改变,因为我们嵌入的是 T 类型,所以 S{t1} 的时候是将 t1 拷贝了一份。

假如我们将 s 赋值给 Intf 接口会怎么样呢?

var intf Intf = s     
intf.M1()     
intf.M2()

报错:

cannot use s (type S) as type Intf in assignment:     
S does not implement Intf (M2 method has pointer receiver)

还是 M2() 的问题,因为 s 此时还是值类型。

var intf Intf = &s 这样的话编译通过了,如果在 intf.M2() 中改变了 Name 的值, s.Name 被改变了,但是 t1.Name 依然没变,因为现在 t1 和 s 已经没有联系了。

下面嵌入 *T 试试:

type S struct {     *T }

使用时这样:

    t1 := T{"t1"}     
     s := S{&t1}    

     fmt.Println("M1调用前:", s.Name)     
     s.M1()     
     fmt.Println("M1调用后:", s.Name)      

     fmt.Println("M2调用前:", s.Name)     
     s.M2()     
     fmt.Println("M2调用后:", s.Name)      
     fmt.Println(t1.Name)

惟一的区别是最后 t1 的值变了,因为我们复制的是指针。

接着赋值给接口试试:

var intf Intf = s 
intf.M1()     
intf.M2()     
fmt.Println(s.Name)

编译没有报错。这里我们传递给 intf 的是值类型而不是指针,为什么可以通过呢?

拷贝 s 的时候里面的 T 是指针类型,所以调用 M2() 的时候传递进去的是一个指针。

var intf Intf = &s 的效果和上面一样。

### Golang 指针详解 #### 一、指针基础概念 在 Go 语言中,指针是一种特殊的变量,它保存另一个变量的内存地址。通过使用指针可以间接访问并修改原始变量的内容。当声明一个指针时,如果未初始化,则其默认值为 `nil`[^2]。 ```go var p *int // 这是一个整型指针,默认值为 nil ``` #### 二、指针的操作符 Go 提供了两个主要的操作符用于处理指针: - `&`: 取址操作符,用来获取变量的内存地址。 - `*`: 解引用操作符,用来读取或设置指针所指向位置的数据。 ```go a := 10 p = &a // 将 a 的地址赋给 p fmt.Println(*p) // 输出: 10, 访问 p 所指向的位置 *p++ // 修改 p 所指向位置的值 fmt.Println(a) // 输出: 11 ``` #### 三、指针作为函数参数 由于 Go 中所有的参数传递都是按值传递,这意味着实际上传递的是原值的一个副本。然而,在某些情况下希望改变调用者提供的实参本身而不是它的副本来达到效果;此时就可以利用指针来实现这一目的[^3]。 ```go func modifyValue(x *int){ *x += 5 } b := 789 modifyValue(&b) // b 已经变为 794 ``` #### 四、多级指针 除了简单类型的指针外,还可以有更复杂的结构如双重甚至多重指针。这些高级特性允许程序更加灵活地管理复杂的数据关系动态分配资源。 ```go pp := new(*string) // 创建一个新的字符串指针指针 s := "hello world" *pp = &s // pp 现在指向 s 的地址 fmt.Printf("%v\n", **pp)// 输出 hello world ``` #### 五、注意事项 需要注意的是,虽然指针提供了强大的功能,但也带来了潜在的风险——特别是野指针(即法或已释放对象上的指针)。因此编写涉及指针逻辑的应用时务必小心谨慎,遵循良好的编程实践以避免错误发生。
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