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于c语言相同,go中也有指针和结构体的概念。指针表示变量的内存地址,结构体用来存储同一类型的数据。
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定义一个指针变量,将变量a的地址赋给指针变量p。这样,指针变量p也就指向了变量a所在的内容空间。
new 函数返回一个指针变量
fmt.scan() 就是传入一个指针变量。
两种方法都可以使用。
以上简要介绍了go语言中的指针和结构体。
go语言中的指针和地址值,在使用上常常具有迷惑性,主要是其特殊的*、符号的使用,可能会让你摸不透,本文希望能讲清楚go语言的指针(pointer)和值(value)。
这里先简单的对指针和地址值概念做一个定义:
这是因为go方法传递参数的方式导致的,go方法函数传递参数传递的是一个拷贝,看看下面的程序会输出什么?
答案是8,而不是9,因为AddAge函数修改的是学生的一个备份,而不是原始的学生对象
如果你想正确的给学生年龄增加的话,函数传递的需要是这个值的指针,如下所示:
需要注意的是,这里我们的指针传递的仍然是一个拷贝,比如,如果你将s赋值给另外一个指针地址,不会影响原有的指针,这点可以自行实践下。
那在使用go语言开发的时候,何时该用指针何时改用地址值呢?比如考虑以下场景:
简单原则: 当你不确定该使用哪种的时候,优先使用指针
如果考虑在数组、切片、map等复合对象中使用指针和值,比如:
很多开发者会认为b会更高效,但是被传递的都是一个切片的拷贝,切片本身就是一个引用,所以这里被传递的其实没有什么区别。
对于指针和地址值的使用,大家需要牢记的一点就是go数据传递的不可变性,活学活用此特点,在无状态函数中此特性非常有用。
1. 保留但大幅度简化指针
Go语言保留着C中值和指针的区别,但是对于指针繁琐用法进行了大量的简化,引入引用的概念。所以在Go语言中,你几乎不用担心会因为直接操作内寸而引起各式各样的错误。
2. 多参数返回
还记得在C里面为了回馈多个参数,不得不开辟几段指针传到目标函数中让其操作么?在Go里面这是完全不必要的。而且多参数的支持让Go无需使用繁琐的exceptions体系,一个函数可以返回期待的返回值加上error,调用函数后立刻处理错误信息,清晰明了。
3. Array,slice,map等内置基本数据结构
如果你习惯了Python中简洁的list和dict操作,在Go语言中,你不会感到孤单。一切都是那么熟悉,而且更加高效。如果你是C++程序员,你会发现你又找到了STL的vector 和 map这对朋友。
4. Interface
Go语言最让人赞叹不易的特性,就是interface的设计。任何数据结构,只要实现了interface所定义的函数,自动就implement了这个interface,没有像Java那样冗长的class申明,提供了灵活太多的设计度和OO抽象度,让你的代码也非常干净。千万不要以为你习惯了Java那种一条一条加implements的方式,感觉还行,等接口的设计越来越复杂的时候,无数Bug正在后面等着你。
同时,正因为如此,Go语言的interface可以用来表示任何generic的东西,比如一个空的interface,可以是string可以是int,可以是任何数据类型,因为这些数据类型都不需要实现任何函数,自然就满足空interface的定义了。加上Go语言的type assertion,可以提供一般动态语言才有的duck typing特性, 而仍然能在compile中捕捉明显的错误。
5. OO
Go语言本质上不是面向对象语言,它还是过程化的。但是,在Go语言中, 你可以很轻易的做大部分你在别的OO语言中能做的事,用更简单清晰的逻辑。是的,在这里,不需要class,仍然可以继承,仍然可以多态,但是速度却快得多。因为本质上,OO在Go语言中,就是普通的struct操作。
6. Goroutine
这个几乎算是Go语言的招牌特性之一了,我也不想多提。如果你完全不了解Goroutine,那么你只需要知道,这玩意是超级轻量级的类似线程的东西,但通过它,你不需要复杂的线程操作锁操作,不需要care调度,就能玩转基本的并行程序。在Go语言里,触发一个routine和erlang spawn一样简单。基本上要掌握Go语言,以Goroutine和channel为核心的内存模型是必须要懂的。不过请放心,真的非常简单。
7. 更多现代的特性
和C比较,Go语言完全就是一门现代化语言,原生支持的Unicode, garbage collection, Closures(是的,和functional programming language类似), function是first class object,等等等等。
看到这里,你可能会发现,我用了很多轻易,简单,快速之类的形容词来形容Go语言的特点。我想说的是,一点都不夸张,连Go语言的入门学习到提高,都比别的语言门槛低太多太多。在大部分人都有C的背景的时代,对于Go语言,从入门到能够上手做项目,最多不过半个月。Go语言给人的感觉就是太直接了,什么都直接,读源代码直接,写自己的代码也直接。
不知道你有没有听过这么一句:在使用 map 时尽量不要在 big map 中保存指针。好吧,你现在已经听过了:)为什么呢?原因在于 Go 语言的垃圾回收器会扫描标记 map 中的所有元素,GC 开销相当大,直接GG。
这两天在《Mastering Go》中看到 GC 这一章节里面对比 map 和 slice 在垃圾回收中的效率对比,书中只给出结论没有说明理由,这我是不能忍的,于是有了这篇学习笔记。扯那么多,Show Your Code
这是一个简单的测试程序,保存字符串的 map 和 保存整形的 map GC 的效率相差几十倍,是不是有同学会说明明保存的是 string 哪有指针?这个要说到 Go 语言中 string 的底层实现了,源码在 src/runtime/string.go里,可以看到 string 其实包含一个指向数据的指针和一个长度字段。注意这里的是否包含指针,包括底层的实现。
Go 语言的 GC 会递归遍历并标记所有可触达的对象,标记完成之后将所有没有引用的对象进行清理。扫描到指针就会往下接着寻找,一直到结束。
Go 语言中 map 是基于 数组和链表 的数据结构实现的,通过 优化的拉链法 解决哈希冲突,每个 bucket 可以保存 8 对键值,在 8 个键值对数据后面有一个 overflow 指针,因为桶中最多只能装 8 个键值对,如果有多余的键值对落到了当前桶,那么就需要再构建一个桶(称为溢出桶),通过 overflow 指针链接起来。
因为 overflow 指针的缘故,所以无论 map 保存的是什么,GC 的时候就会把所有的 bmap 扫描一遍,带来巨大的 GC 开销。官方 issues 就有关于这个问题的讨论, runtime: Large maps cause significant GC pauses #9477
无脑机翻如下:
如果我们有一个map [k] v,其中k和v都不包含指针,并且我们想提高扫描性能,则可以执行以下操作。
将“ allOverflow [] unsafe.Pointer”添加到 hmap 并将所有溢出存储桶存储在其中。 然后将 bmap 标记为noScan。 这将使扫描非常快,因为我们不会扫描任何用户数据。
实际上,它将有些复杂,因为我们需要从allOverflow中删除旧的溢出桶。 而且它还会增加 hmap 的大小,因此也可能需要重新整理数据。
最终官方在 hmap 中增加了 overflow 相关字段完成了上面的优化,这是具体的 commit 地址。
下面看下具体是如何实现的,源码基于 go1.15,src/cmd/compile/internal/gc/reflect.go 中
通过注释可以看出,如果 map 中保存的键值都不包含指针(通过 Haspointers 判断),就使用一个 uintptr 类型代替 bucket 的指针用于溢出桶 overflow 字段,uintptr 类型在 GO 语言中就是个大小可以保存得下指针的整数,不是指针,就相当于实现了 将 bmap 标记为 noScan, GC 的时候就不会遍历完整个 map 了。随着不断的学习,愈发感慨 GO 语言中很多模块设计得太精妙了。
差不多说清楚了,能力有限,有不对的地方欢迎留言讨论,源码位置还是问的群里大佬 _
Go语言里面的指针和C++指针一样,都是指向某块内存的地址值,可以解引用,不同只是在于C++里可以直接对指针做算术运算而Go里面不行。
如果该函数会修改receiver,此时一定要用指针
如果receiver是 struct 并且包含互斥类型 sync.Mutex ,或者是类似的同步变量,receiver必须是指针,这样可以避免对象拷贝
如果receiver是较大的 struct 或者 array ,使用指针则更加高效。多大才算大?假设struct内所有成员都要作为函数变量传进去,如果觉得这时数据太多,就是struct太大
如果receiver是 struct , array 或者 slice ,并且其中某个element指向了某个可变量,则这个时候receiver选指针会使代码的意图更加明显
如果receiver使较小的 struct 或者 array ,并且其变量都是些不变量、常量,例如 time.Time ,value receiver更加适合,因为value receiver可以减少需要回收的垃圾量。