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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。


(相关资料图)

运算符

C 和 Go 都相同：

&运算符取出变量所在的内存地址

*运算符取出指针变量所指向的内存地址里面的值，也叫 “ 解引用”

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

Go 语言版示例：

package mainimport "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

Go 还可以使用 new关键字来分配内存创建指定类型的指针。

// 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

数组名和数组首地址

对于一个数组

// Cint 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}

在 C 中，数组名 arr代表的是数组首元素的地址，相当于 &arr[0]

而 &arr代表的是整个数组 arr 的首地址

// 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

运行程序可以发现 arr和 &arr的输出值是相同的，但是它们的意义完全不同。

首先数组名 arr作为一个标识符，是 arr[0]的地址，从 &arr[0]的角度去看就是一个指向 int 类型的值的指针。

而 &arr是一个指向 int[5] 类型的值的指针。

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

这里涉及到偏移量的知识：一个类型为 T的指针的移动，是以 sizeof(T)为移动单位的。

arr+1: arr 是一个指向 int 类型的值的指针，因此偏移量为 1*sizeof(int)

&arr+1: &arr 是一个指向 int[5] 的指针，它的偏移量为 1*sizeof(int)*5

到这里相信你应该可以理解 C 语言中的 arr和 &arr的区别了吧，接下来看看 Go 语言

// 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

&arr[0]和 &arr与 C 语言一致。

但是数组名 arr在 Go 中已经不是数组首元素的地址了，代表的是整个数组的值，所以输出时会提示 %!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：

加n: 一个类型为 T的指针，以 n*sizeof(T)为单位向高位移动。

减n: 一个类型为 T的指针，以 n*sizeof(T)为单位向低位移动。

其中 sizeof(T)代表的是数据类型占据的字节，比如 int在 32 位环境下为 4 字节，64 位环境下为 8 字节

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

在这里 ptr++从 0061FF08移动了 sizeof(int) = 4个字节到 0061FF0C，指向了下一个数组元素的地址

Go 语言示例：

package mainimport "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)

编译报错 *uint32非数字类型，不支持运算，说明 Go 是不支持指针运算的。

这个其实在 Go Wiki[1]中的 Go 从 C++ 过渡文档中有提到过：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。

在 Go 标准库中提供了一个 unsafe包用于编译阶段绕过 Go 语言的类型系统，直接操作内存。

我们可以利用 unsafe包来实现指针运算。

func Alignof(x ArbitraryType) uintptrfunc Offsetof(x ArbitraryType) uintptrfunc Sizeof(x ArbitraryType) uintptrtype ArbitraryTypefunc Slice(ptr *ArbitraryType, len IntegerType) []ArbitraryTypetype IntegerTypetype Pointerfunc Add(ptr Pointer, len IntegerType) Pointer

核心介绍：

uintptr: Go 的内置类型。是一个无符号整数，用来存储地址，支持数学运算。常与 unsafe.Pointer配合做指针运算

unsafe.Pointer: 表示指向任意类型的指针，可以和任何类型的指针互相转换（类似 C 语言中的 void*类型的指针），也可以和 uintptr互相转换

unsafe.Sizeof: 返回操作数在内存中的字节大小，参数可以是任意类型的表达式，例如 fmt.Println(unsafe.Sizeof(uint32(0)))的结果为 4

unsafe.Offsetof: 函数的参数必须是一个字段 x.f，然后返回 f 字段相对于 x 起始地址的偏移量，用于计算结构体成员的偏移量

原理：

Go 的 uintptr类型存储的是地址，且支持数学运算

*T(任意指针类型) 和 unsafe.Pointer不能运算，但是 unsafe.Pointer可以和 *T、 uintptr互相转换

因此，将 *T转换为 unsafe.Pointer后再转换为 uintptr，uintptr进行运算之后重新转换为 unsafe.Pointer=> *T即可

代码实现：

package mainimport ( "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

甚至还可以更改结构体的私有成员：

// model/model.gopackage modelimport ( "fmt")type M struct { foo uint32 bar uint32}func (m M) Print() { fmt.Println(m.foo, m.bar)}// main.gopackage mainimport ( "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

小 Tips

Go 的底层 slice切片源码就使用了 unsafe包

// 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}

总结

Go 可以使用 &运算符取地址，也可以使用 new创建指针

Go 的数组名不是首元素地址

Go 的指针不支持运算

Go 可以使用 unsafe包打破安全机制来操控指针，但对我们开发者而言，是 "unsafe" 不安全的

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以上就是go语言和c语言在指针上有什么区别的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！

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