结构体和指针

2023-11-28 16:14:49 浏览数 (1)

结构体和指针

Golang是一种静态类型、编译型的语言,它提供了结构体和指针这两个重要的概念。本文将详细介绍这两个概念及其在Golang中的应用。

结构体

Golang中的结构体类似于C语言中的结构体,但具有更多的功能。结构体是一种自定义数据类型,它由一组字段组成。每个字段都有一个名称和类型,并且可以存储不同类型的数据。

结构体的定义

结构体使用type关键字声明,其语法如下:

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type structName struct {
    field1 type1
    field2 type2
    ...
}

其中,structName是结构体名称;field1field2等是字段名称;type1type2等是字段类型。

例如,我们可以创建一个名为Person的结构体,它有三个字段nameageaddress

代码语言:javascript复制
type Person struct {
    name    string
    age     int
    address string
}

在上面的代码中,我们创建了一个名为Person的结构体,并定义了三个字段nameageaddress

结构体的初始化

我们可以使用以下两种方式来初始化结构体:

字面量初始化

字面量初始化是通过直接指定结构体字段的值来创建结构体的实例。例如:

代码语言:javascript复制
person := Person{
    name:    "Tom",
    age:     18,
    address: "Beijing",
}

在上面的代码中,我们创建了一个名为person的结构体实例,并为其指定了三个字段的值。

零值初始化

如果没有为结构体的字段显式指定初始值,则会使用默认值进行初始化。默认值是该类型的零值,对于字符串类型是空字符串,对于数值类型是0、对于布尔类型是false等。例如:

代码语言:javascript复制
var person Person

在上面的代码中,我们创建了一个名为person的结构体实例,并使用零值进行初始化。

访问结构体的字段

结构体的字段可以使用点.操作符来访问。例如:

代码语言:javascript复制
fmt.Println(person.name)

在上面的代码中,我们使用点.操作符来访问person结构体的name字段。

结构体的嵌套

Golang中的结构体可以嵌套在其他结构体中,从而形成更复杂的数据结构。嵌套结构体的字段可以通过多次使用点.操作符来访问。

例如,假设我们有两个结构体AddressPerson,其中Person结构体包含一个Address结构体作为其字段:

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type Address struct {
    street string
    city   string
}

type Person struct {
    name    string
    age     int
    address Address
}

在上面的代码中,我们创建了一个名为Address的结构体和一个名为Person的结构体,并将Address结构体嵌套在Person结构体中。

我们可以使用以下方式来访问嵌套结构体的字段:

代码语言:javascript复制
person := Person{
    name: "Tom",
    age:  18,
    address: Address{
        street: "Main St.",
        city:   "Beijing",
    },
}

fmt.Println(person.address.city)

在上面的代码中,我们创建了一个名为person的结构体实例,并使用点.操作符来访问其中的address结构体和其字段city

指针

Golang中的指针是一种变量,它存储了另一个变量的内存地址。指针允许程序员通过引用间接访问变量,从而改变其状态。指针是Golang中非常重要的概念,它们用于在函数之间传递数据、动态分配内存等。

指针的声明

Golang中的指针使用*号来声明,其语法如下:

代码语言:javascript复制
var ptr *type

其中,ptr是指针变量名称;type是指向的变量类型。

例如,我们可以创建一个名为ptr的整数指针:

代码语言:javascript复制
var ptr *int

在上面的代码中,我们创建了一个名为ptr的整数指针,并将其初始化为nil。

指针的操作符

Golang中有两个操作符与指针相关。

取地址操作符&

取地址操作符&用于获取变量的内存地址。例如:

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var a int = 10
var ptr *int = &a

在上面的代码中,我们创建了一个名为a的整数变量,并使用取地址操作符&获取了其内存地址,并将其赋值给了指针变量ptr

解引用操作符*

解引用操作符*用于访问指针所指向的变量的值。例如:

代码语言:javascript复制
var a int = 10
var ptr *int = &a
fmt.Println(*ptr)

在上面的代码中,我们创建了一个名为a的整数变量,并使用取地址操作符&获取了其内存地址,并将其赋值给了指针变量ptr。然后,我们使用解引用操作符*访问ptr所指向的变量a的值,并打印出来。

指针作为函数参数

指针在Golang中经常用作函数参数,这是因为它们可以允许函数修改其调用者传递的变量的值。这非常有用,特别是在处理大型数据结构时。

例如,我们可以编写一个函数来交换两个整数变量的值:

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func swap(x *int, y *int) {
    temp := *x
    *x = *y
    *y = temp
}

func main() {
    a, b := 10, 20
    fmt.Printf("Before swap: a=%d, b=%dn", a, b)
    swap(&a, &b)
    fmt.Printf("After swap: a=%d, b=%dn", a, b)
}

在上面的代码中,我们定义了一个名为swap的函数,它接受两个整数指针作为参数,并使用解引用操作符*来交换它们所指向的变量的值。

然后,在main函数中,我们创建了两个整数变量ab,并将它们的值打印出来。接下来,我们调用了swap函数来交换ab的值,并再次打印它们的值。

指针和结构体

结构体也可以通过指针来访问和修改其字段的值。这是因为结构体实际上是一个连续的内存块,而指针可以指向该内存块的起始地址。

例如,我们可以编写一个函数来更改Person结构体变量的名字:

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func changeName(person *Person, name string) {
    person.name = name
}

func main() {
    person := Person{
        name: "Tom",
        age:  18,
    }
    fmt.Printf("Before change: %vn", person)
    changeName(&person, "Jerry")
    fmt.Printf("After change: %vn", person)
}

在上面的代码中,我们定义了一个名为changeName的函数,它接受一个Person结构体的指针和一个新的名字,并使用点.操作符来访问Person结构体的name字段,并将其修改为新的名字。

然后,在main函数中,我们创建了一个名为personPerson结构体实例,并将其打印出来。接下来,我们调用changeName函数,并传递person结构体的指针和一个新的名字作为参数。最后,我们再次打印person结构体,以验证是否已成功更改其名称。

指针和数组

在Golang中,数组名本身就是指向数组起始位置的指针。因此,指针可以用于访问并操作数组的元素。

例如,我们可以编写一个函数来对整数数组进行排序:

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func sortArray(arr *[5]int) {
    for i := 0; i < len(*arr)-1; i   {
        for j := i   1; j < len(*arr); j   {
            if (*arr)[j] < (*arr)[i] {
                tmp := (*arr)[i]
                (*arr)[i] = (*arr)[j]
                (*arr)[j] = tmp
            }
        }
    }
}

func main() {
    arr := [5]int{3, 2, 5, 4, 1}
    fmt.Printf("Before sort: %vn", arr)
    sortArray(&arr)
    fmt.Printf("After sort: %vn", arr)
}

在上面的代码中,我们定义了一个名为sortArray的函数,它接受一个整数数组的指针,并使用解引用操作符*来访问数组元素并进行排序。

然后,在main函数中,我们创建了一个名为arr的整数数组,并将其打印出来。接下来,我们调用sortArray函数,并传递arr数组的指针作为参数。最后,我们再次打印已排序的arr数组。

总结

本文介绍了Golang中的结构体和指针的概念及其应用。结构体是一种自定义数据类型,由一组字段组成,并用于表示复杂的数据结构。指针是一种变量,它存储了另一个变量的内存地址,并用于在函数之间传递数据、动态分配内存等。指针可以与结构体、数组等数据类型一起使用,以实现更高效、可维护和可重用的代码。

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