区别:1、go语言可以使用new关键字来分配内存创建指定类型的指针,而c语言不行。2、c语言中数组名arr代表的是数组首元素的地址,相当于“&arr[0]”;go语言中数组名arr不代表数组首元素的地址,代表的是整个数组的值。3、go语言不支持指针运算,而c语言支持指针运算。4、
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本教程操作环境:windows7系统、GO 1.18版本、Dell G3电脑。
C 和 Go 都是有指针概念的语言,这篇文章主要借这两者之间的异同来加深对 Go 指针的理解和使用。
运算符
C 和 Go 都相同:
&*
C 语言版示例:
#include <stdio.h>
int main()
{
int bar = 1;
// 声明一个指向 int 类型的值的指针
int *ptr;
// 通过 & 取出 bar 变量所在的内存地址并赋值给 ptr 指针
ptr = &bar;
// 打印 ptr 的值(为地址),*prt 表示取出指针变量所指向的内存地址里面的值
printf("%p %d\n", ptr, *ptr);
return (0);
}
// 输出结果:
// 0x7ffd5471ee54 1
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Go 语言版示例:
package main
import "fmt"
func main() {
bar := 1
// 声明一个指向 int 类型的值的指针
var ptr *int
// 通过 & 取出 bar 变量所在的内存地址并赋值给 ptr 指针
ptr = &bar
// 打印 ptr 变量储存的指针地址,*prt 表示取出指针变量所指向的内存地址里面的值
fmt.Printf("%p %d\n", ptr, *ptr)
}
// 输出结果:
// 0xc000086020 1
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new
// 声明一个指向 int 类型的值的指针
// var ptr *int
ptr := new(int)
// 通过 & 取出 bar 变量所在的内存地址并赋值给 ptr 指针
ptr = &bar
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数组名和数组首地址
对于一个数组
// C
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// Go
// 需要指定长度,否则类型为切片
arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
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arr&arr[0]
&arr
// C
// arr 数组名代表数组首元素的地址
printf("arr -> %p\n", arr);
// &arr[0] 代表数组首元素的地址
printf("&arr[0] -> %p\n", &arr[0]);
// &arr 代表整个数组 arr 的首地址
printf("&arr -> %p\n", &arr);
// 输出结果:
// arr -> 0061FF0C
// &arr[0] -> 0061FF0C
// &arr -> 0061FF0C
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arr&arr
arrarr[0]&arr[0]
&arr
可以进一步对其进行指针偏移验证
// C
// 指针偏移
printf("arr+1 -> %p\n", arr + 1);
printf("&arr+1 -> %p\n", &arr + 1);
// 输出结果:
// arr+1 -> 0061FF10
// &arr+1 -> 0061FF20
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Tsizeof(T)
arr+11*sizeof(int)&arr+11*sizeof(int)*5
arr&arr
// 尝试将数组名 arr 作为地址输出
fmt.Printf("arr -> %p\n", arr)
fmt.Printf("&arr[0] -> %p\n", &arr[0])
fmt.Printf("&arr -> %p\n", &arr)
// 输出结果:
// arr -> %!p([5]int=[1 2 3 4 5])
// &arr[0] -> 0xc00000c300
// &arr -> 0xc00000c300
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&arr[0]&arr
arr%!p([5]int=[1 2 3 4 5])
指针运算
指针本质上就是一个无符号整数,代表了内存地址。
指针和整数值可以进行加减法运算,比如上文的指针偏移例子:
nTn*sizeof(T)nTn*sizeof(T)
sizeof(T)int
C 语言示例:
#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
// ptr 是一个指针,为 arr 数组的第一个元素地址
int *ptr = arr;
printf("%p %d\n", ptr, *ptr);
// ptr 指针向高位移动一个单位,移向到 arr 数组第二个元素地址
ptr++;
printf("%p %d\n", ptr, *ptr);
return (0);
}
// 输出结果:
// 0061FF08 1
// 0061FF0C 2
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ptr++0061FF08sizeof(int) = 40061FF0C
Go 语言示例:
package main
import "fmt"
func main() {
arr := [5]uint32{1, 2, 3, 4, 5}
// ptr 是一个指针,为 arr 数组的第一个元素地址
ptr := &arr[0]
fmt.Println(ptr, *ptr)
// ptr 指针向高位移动一个单位,移向到 arr 数组第二个元素地址
ptr++
fmt.Println(ptr, *ptr)
}
// 输出结果:
// 编译报错:
// .\main.go:13:5: invalid operation: ptr++ (non-numeric type *uint32)
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*uint32
Go has pointers but not pointer arithmetic.
Go 有指针但不支持指针运算。
另辟蹊径
那还有其他办法吗?答案当然是有的。
unsafe
unsafe
func Alignof(x ArbitraryType) uintptr
func Offsetof(x ArbitraryType) uintptr
func Sizeof(x ArbitraryType) uintptr
type ArbitraryType
func Slice(ptr *ArbitraryType, len IntegerType) []ArbitraryType
type IntegerType
type Pointer
func Add(ptr Pointer, len IntegerType) Pointer
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核心介绍:
uintptrunsafe.Pointerunsafe.Pointervoid*uintptrunsafe.Sizeoffmt.Println(unsafe.Sizeof(uint32(0)))4unsafe.Offsetof
原理:
uintptr
*Tunsafe.Pointerunsafe.Pointer*Tuintptr
*Tunsafe.Pointeruintptruintptrunsafe.Pointer*T
代码实现:
package main
import (
"fmt"
"unsafe"
)
func main() {
arr := [5]uint32{1, 2, 3, 4, 5}
ptr := &arr[0]
// ptr(*uint32类型) => one(unsafe.Pointer类型)
one := unsafe.Pointer(ptr)
// one(unsafe.Pointer类型) => *uint32
fmt.Println(one, *(*uint32)(one))
// one(unsafe.Pointer类型) => one(uintptr类型) 后向高位移动 unsafe.Sizeof(arr[0]) = 4 字节
// twoUintptr := uintptr(one) + unsafe.Sizeof(arr[0])
// !!twoUintptr 不能作为临时变量
// uintptr 类型的临时变量只是一个无符号整数,并不知道它是一个指针地址,可能被 GC
// 运算完成后应该直接转换回 unsafe.Pointer :
two := unsafe.Pointer(uintptr(one) + unsafe.Sizeof(arr[0]))
fmt.Println(two, *(*uint32)(two))
}
// 输出结果:
// 0xc000012150 1
// 0xc000012154 2
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甚至还可以更改结构体的私有成员:
// model/model.go
package model
import (
"fmt"
)
type M struct {
foo uint32
bar uint32
}
func (m M) Print() {
fmt.Println(m.foo, m.bar)
}
// main.go
package main
import (
"example/model"
"unsafe"
)
func main() {
m := model.M{}
m.Print()
foo := unsafe.Pointer(&m)
*(*uint32)(foo) = 1
bar := unsafe.Pointer(uintptr(foo) + 4)
*(*uint32)(bar) = 2
m.Print()
}
// 输出结果:
// 0 0
// 1 2
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小 Tips
sliceunsafe
// slice 切片的底层结构
type slice struct {
// 底层是一个数组指针
array unsafe.Pointer
// 长度
len int
// 容量
cap int
}
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总结
&newunsafe
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