Go 语言快速入门指南：指针、Map

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1. 指针

区别于C/C++中的指针，Go语言中的指针不能进行偏移和运算，是安全指针。

要搞明白Go语言中的指针需要先知道3个概念：指针地址、指针类型和指针取值。

Go语言中的函数传参都是值拷贝，当我们想要修改某个变量的时候，我们可以创建一个指向该变量地址的指针变量。

传递数据使用指针，而无须拷贝数据。类型指针不能进行偏移和运算。

Go语言中的指针操作非常简单，只需要记住两个符号：&（取地址）和*（根据地址取值）。

1.1 指针地址和指针类型

每个变量在运行时都拥有一个地址，这个地址代表变量在内存中的位置。Go语言中使用&字符放在变量前面对变量进行“取地址”操作。

Go语言中的值类型（int、float、bool、string、array、struct）都有对应的指针类型，如：*int、*int64、*string等。

取变量指针的语法如下：

ptr := &v    // v的类型为T
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其中：

• v:代表被取地址的变量，类型为T
• ptr:用于接收地址的变量，ptr的类型就为*T，称做T的指针类型。*代表指针。

package main

import "fmt"

func main() {
    a := 10
    b := &a
    fmt.Printf("a:%d ptr:%p\n", a, &a) // a:10 ptr:0xc00001a078
    fmt.Printf("b:%p type:%T\n", b, b) // b:0xc00001a078 type:*int
    fmt.Println(&b)                    // 0xc00000e018
}
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1.2 指针取值

在对普通变量使用&操作符取地址后会获得这个变量的指针，然后可以对指针使用*操作，也就是指针取值。

package main

import "fmt"

func main() {
    //指针取值
    a := 10
    b := &a // 取变量a的地址，将指针保存到b中
    fmt.Printf("type of b: %T\n", b)
    c := *b // 指针取值（根据指针去内存取值）
    fmt.Printf("type of c: %T\n", c)
    fmt.Printf("value of c: %v\n", c)
}
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输出结果:

type of b: *int
type of c: int
value of c: 10
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取地址操作符&和取值操作符*是一对互补操作符，&取出地址，*根据地址取出地址指向的值。

变量、指针地址、指针变量、取地址、取值的相互关系和特性如下：

1. 对变量进行取地址（&）操作，可以获得这个变量的指针变量。
2. 指针变量的值是指针地址。
3. 对指针变量进行取值（*）操作，可以获得指针变量指向的原变量的值。

package main

import "fmt"

func p1(n int) {
    n = 100
}

func p2(n *int) {
    *n = 100
}

func main() {
    a := 10
    p1(a)
    fmt.Println(a) // 10
    p2(&a)
    fmt.Println(a) // 100
}
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1.3 空指针

• 当一个指针被定义后没有分配到任何变量时，它的值为 nil
• 空指针的判断

package main

import "fmt"

func main() {
    var p *string
    fmt.Printf("p的值是%v \n", p)
    if p != nil {
        fmt.Println("非空指针")
    } else {
        fmt.Println("空指针")
    }
}
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1.4 new 的使用

new是一个内置的函数，它的函数签名如下：

func new(Type) *Type
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其中：

1. Type表示类型，new函数只接受一个参数，这个参数是一个类型
2. *Type表示类型指针，new函数返回一个指向该类型内存地址的指针。

new函数不太常用，使用new函数得到的是一个类型的指针，并且该指针对应的值为该类型的零值。

func main() {
    a := new(int)
    b := new(bool)
    fmt.Printf("%T\n", a) // *int
    fmt.Printf("%T\n", b) // *bool
    fmt.Println(*a)       // 0
    fmt.Println(*b)       // false
}
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var a *int只是声明了一个指针变量a但是没有初始化，指针作为引用类型需要初始化后才会拥有内存空间，才可以给它赋值。应该按照如下方式使用内置的new函数对a进行初始化之后就可以正常对其赋值了：

func main() {
    var a *int
    a = new(int)
    *a = 10
    fmt.Println(*a)
}
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make也是用于内存分配的，区别于new，它只用于slice、map以及chan的内存创建，而且它返回的类型就是这三个类型本身，而不是他们的指针类型，因为这三种类型就是引用类型，所以就没有必要返回他们的指针了。

1.5 new与make的区别

1. 二者都是用来做内存分配的。
2. make只用于slice、map以及channel的初始化，返回的还是这三个引用类型本身；
3. 而new用于类型的内存分配，并且内存对应的值为类型零值，返回的是指向类型的指针。

2. Map

map是一种无序的基于key-value的数据结构，Go语言中的map是引用类型，必须初始化才能使用。

2.1 什么是Map

key，value存储

最通俗的话说：Map是一种通过key来获取value的一个数据结构，其底层存储方式为数组，在存储时key不能重复，当key重复时，value进行覆盖，我们通过key进行hash运算（可以简单理解为把key转化为一个整形数字）然后对数组的长度取余，得到key存储在数组的哪个下标位置，最后将key和value组装为一个结构体，放入数组下标处。

hash冲突

数组一个下标处只能存储一个元素，也就是说一个数组下标只能存储一对key，value, hashkey(xiaoming)=4占用了下标0的位置，假设我们遇到另一个key，hashkey(xiaowang)也是4，这就是hash冲突（不同的key经过hash之后得到的值一样），那么key=xiaowang的怎么存储？

hash冲突的常见解决方法

• 开放定址法： 也就是说当我们存储一个key，value时，发现hashkey(key)的下标已经被别key占用，那我们在这个数组中空间中重新找一个没被占用的存储这个冲突的key，那么没被占用的有很多，找哪个好呢？常见的有：线性探测法，线性补偿探测法，随机探测法。
• 拉链法： 何为拉链，简单理解为链表，当key的hash冲突时，我们在冲突位置的元素上形成一个链表，通过指针互连接，当查找时，发现key冲突，顺着链表一直往下找，直到链表的尾节点，找不到则返回空。

开放定址（线性探测）和拉链的优缺点

• 拉链法比线性探测处理简单
• 线性探测查找是会被拉链法会更消耗时间
• 线性探测会更加容易导致扩容，而拉链不会
• 拉链存储了指针，所以空间上会比线性探测占用多一点
• 拉链是动态申请存储空间的，所以更适合链长不确定的

2.2 Map 定义

Go语言中 Map的定义语法如下:

map[KeyType]ValueType
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其中:

• KeyType: 表示键的类型。
• ValueType: 表示键对应的值的类型。

map类型的变量默认初始值为nil，需要使用make()函数来分配内存。语法为：

 make(map[KeyType]ValueType, [cap])
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其中cap表示map的容量，该参数虽然不是必须的，但是我们应该在初始化map的时候就为其指定一个合适的容量。

2.3 map基本使用

map中的数据都是成对出现的，map的基本使用如下：

func main() {
    scoreMap := make(map[string]int, 8)
    scoreMap["张三"] = 90
    scoreMap["李四"] = 100
    fmt.Println(scoreMap)
    fmt.Println(scoreMap["李四"])
    fmt.Printf("type of a: %T\n", scoreMap)
}
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输出结果：

map[李四:100 张三:90]
100
type of a: map[string]int
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map也支持在声明的时候填充元素：

func main() {
    userInfo := map[string]string{
        "username": "admin",
        "password": "123456",
    }
    fmt.Println(userInfo)
}
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2.4 map的遍历

Go语言中使用for range遍历map:

func main() {
    scoreMap := make(map[string]int)
    scoreMap["张三"] = 90
    scoreMap["李四"] = 100
    scoreMap["王五"] = 60
    for k, v := range scoreMap {
        fmt.Println(k, v)
    }
}
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如果只想遍历key的时候，可以按下面的写法：

func main() {
    scoreMap := make(map[string]int)
    scoreMap["张三"] = 90
    scoreMap["李四"] = 100
    scoreMap["王五"] = 60
    for k := range scoreMap {
        fmt.Println(k)
    }
}
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注意： 遍历map时的元素顺序与添加键值对的顺序无关。

2.5 map判断某个键是否存在

Go语言中有个判断map中键是否存在的特殊写法，格式如下:

value, ok := map[key]
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如果key存在ok为true,value为对应的值；不存在ok为false,value为值类型的零值

func main() {
    scoreMap := make(map[string]int)
    scoreMap["张三"] = 90
    scoreMap["李四"] = 100
    // 如果key存在ok为true,value为对应的值；不存在ok为false,value为值类型的零值
    value, ok := scoreMap["张三"]
    if ok {
        fmt.Println(v)
    } else {
        fmt.Println("查无此人")
    }
}
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2.6 map使用delete()函数删除键值对

使用delete()内建函数从map中删除一组键值对， delete()函数的格式如下：

delete(map, key)
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其中：

• map: 表示要删除键值对的map
• key: 表示要删除的键值对的键

func main(){
    scoreMap := make(map[string]int)
    scoreMap["张三"] = 90
    scoreMap["李四"] = 100
    scoreMap["王五"] = 60
    delete(scoreMap, "李四")//将李四: 100从 map 中删除
    for k,v := range scoreMap{
        fmt.Println(k, v)
    }
}
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