Rumah >pembangunan bahagian belakang >Golang >Apakah perbezaan antara bahasa go dan bahasa c pada penunjuk?
Perbezaan: 1. Bahasa Go boleh menggunakan kata kunci baharu untuk memperuntukkan memori dan mencipta penunjuk jenis tertentu, tetapi bahasa C tidak boleh. 2. Nama tatasusunan arr dalam bahasa C mewakili alamat elemen pertama tatasusunan, yang bersamaan dengan "&arr[0]"; nama tatasusunan arr dalam bahasa Go tidak mewakili alamat elemen pertama tatasusunan, tetapi mewakili nilai keseluruhan tatasusunan. 3. Bahasa Go tidak menyokong aritmetik penunjuk, tetapi bahasa C menyokong aritmetik penunjuk. 4.
Persekitaran pengendalian tutorial ini: sistem Windows 7, GO versi 1.18, komputer Dell G3.
C dan Go adalah kedua-dua bahasa dengan konsep penunjuk Artikel ini terutamanya menggunakan persamaan dan perbezaan antara kedua-duanya untuk mendalami pemahaman dan penggunaan penunjuk Go .
Kedua-dua C dan Go adalah sama:
&
Operator mengeluarkan alamat memori di mana pembolehubah terletak
*
operator mengeluarkan nilai dalam alamat memori yang ditunjuk oleh pembolehubah penunjuk, juga dipanggil "dereference"
Contoh versi bahasa C:
#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
Contoh versi bahasa Go:
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
Go juga boleh menggunakan kata kunci new
untuk memperuntukkan memori dan mencipta penunjuk daripada jenis yang ditentukan.
// 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
Untuk tatasusunan
// 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}
Dalam C, nama tatasusunan arr
mewakili The alamat elemen pertama tatasusunan adalah bersamaan dengan &arr[0]
dan &arr
mewakili alamat pertama seluruh tatasusunan 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
Anda boleh mencari arr
dan &arr
dengan menjalankan program Nilai output adalah sama, tetapi maknanya berbeza sama sekali.
Pertama sekali, nama tatasusunan arr
, sebagai pengecam, ialah alamat arr[0]
Dari perspektif &arr[0]
, ia adalah penunjuk kepada nilai jenis int.
dan &arr
ialah penunjuk kepada nilai jenis int[5].
Anda boleh mengesahkan lagi offset penunjuk
// 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
Ini melibatkan pengetahuan ofset: pergerakan penunjuk jenis T
adalah berdasarkan sizeof(T)
unit mudah alih.
arr 1
: arr ialah penunjuk kepada nilai jenis int, jadi offset ialah 1*sizeof(int)
&arr 1
: &arr ialah penunjuk yang menunjuk ke int[5], pengimbangnya ialah 1*sizeof(int)*5
Sekarang saya percaya anda sepatutnya dapat memahami arr
dan Mari lihat bagaimana bahasa Go &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
dan &arr[0]
konsisten dengan bahasa C. &arr
dalam Go bukan lagi alamat elemen pertama tatasusunan, ia mewakili nilai keseluruhan tatasusunan, jadi output akan menggesa arr
%!p([5]int=[1 2 3 4 5])
: sejenis n
The penunjuk bergerak ke kedudukan tinggi dalam unit T
. n*sizeof(T)
: Penunjuk jenis n
, bergerak ke kedudukan bawah dalam unit T
. n*sizeof(T)
mewakili bait yang diduduki oleh jenis data, contohnya, sizeof(T)
ialah 4 bait dalam persekitaran 32-bit dan 8 bait dalam persekitaran 64-bitint
#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 2Di sini
mengalihkan ptr
bait daripada 0061FF08
ke sizeof(int) = 4
, menunjuk ke alamat elemen tatasusunan seterusnya 0061FF0C
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)
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) 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
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 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
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
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 }
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!!
Atas ialah kandungan terperinci Apakah perbezaan antara bahasa go dan bahasa c pada penunjuk?. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!