您好,欢迎访问一九零五行业门户网

go语言和c语言在指针上有什么区别

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、
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:
& 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 fmtfunc 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 fmtfunc 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 tipsgo 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
更多编程相关知识,请访问:编程视频!!
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。
其它类似信息

推荐信息