24.1 指针

在Go语言中，指针类型表示指向给定类型（称为指针的基础类型）的变量的所有指针的集合。 符号 * 可以放在一个类型前，如 T，那么它将以类型T为基础，生成指针类型T。未初始化指针的值为nil。例如：

type Point3D struct{ x, y, z float64 }
var pointer *Point3D
var i *[4]int

上面定义了两个指针类型变量。它们的值为nil，这时对它们的反向引用是不合法的，并且会使程序崩溃。

xx := (*pointer).x
panic: runtime error: invalid memory address or nil pointer dereference

符号 * 可以放在一个指针前，如 (*pointer)，那么它将得到这个指针指向地址上所存储的值，这称为反向引用。不过在Go语言中，(*pointer).x可以简写为pointer.x。

对于任何一个变量 var， 表达式 var == *(&var) 都是正确的。注意：不能得到一个数字或常量的地址，下面的写法是错误的：

const i = 5
ptr := &i // error: cannot take the address of i
ptr2 := &10 // error: cannot take the address of 10

虽然Go 语言和 C、C++ 这些语言一样，都有指针的概念，但是指针运算在语法上是不允许的。这样做的目的是保证内存安全。从这一点看，Go 语言的指针基本就是一种引用。

指针的一个高级应用是可以传递一个变量的引用（如函数的参数），这样不会传递变量的副本。当调用函数时，如果参数为基础类型，传进去的是值，也就是另外复制了一份参数到当前的函数调用栈。参数为引用类型时，传进去的基本都是引用。而指针传递的成本很低，只占用 4B或 8B内存。

如果代码在运行中需要占用大量的内存，或很多变量，或者两者都有，这时使用指针会减少内存占用和提高运行效率。被指向的变量保存在内存中，直到没有任何指针指向它们。所以从它们被创建开始就具有相互独立的生命周期。

内存管理中的内存区域一般包括堆内存（heap）和栈内存（stack）， 栈内存主要用来存储当前调用栈用到的简单类型数据，如string，bool，int，float 等。这些类型基本上较少占用内存，容易回收，因此可以直接复制，进行垃圾回收时也比较容易做针对性的优化。 而复杂的复合类型占用的内存往往相对较大，存储在堆内存中，垃圾回收频率相对较低，代价也较大，因此传引用或指针可以避免进行成本较高的复制操作，并且节省内存，提高程序运行效率。

因此，在需要改变参数的值或者避免复制大批量数据而节省内存时（也会提高运行效率，毕竟大批量复制也耗费时间）都会选择使用指针。

另一方面，指针的频繁使用也会导致性能下降。指针也可以指向另一个指针，并且可以进行任意深度的嵌套，形成多级的间接引用，但会使代码结构不清晰。

在大多数情况下，Go 语言可以使程序员轻松创建指针，并且隐藏间接引用，如：自动反向引用。

指针的使用方法：

package main
import "fmt"
func main() {
	var a, b int = 20, 30 // 声明实际变量
	var ptra *int         // 声明指针变量
	var ptrb *int = &b
	ptra = &a // 指针变量的存储地址
	fmt.Printf("a  变量的地址是: %x\n", &a)
	fmt.Printf("b  变量的地址是: %x\n", &b)
	// 指针变量的存储地址
	fmt.Printf("ptra  变量的存储地址: %x\n", ptra)
	fmt.Printf("ptrb  变量的存储地址: %x\n", ptrb)
	// 使用指针访问值
	fmt.Printf("*ptra  变量的值: %d\n", *ptra)
	fmt.Printf("*ptrb  变量的值: %d\n", *ptrb)
}