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包括 C、C++ 在内的一些语言支持指针。其他语言包括 C++、Java、Python、Ruby、Perl 和 PHP 都支持引用。从表面上看,引用和指针非常相似,它们都用来让一个变量提供对另一个变量的访问。由于两者都提供了许多相同的功能,所以常常不清楚它们各自的内部机制有什么不同。在本文中,我将说明指针和引用之间的区别。

为什么这很重要

指针是 Go 语言的核心。大多数程序员都是在上面提到的一种语言的基础上学习 Go 的。因此,理解指针和引用之间的区别对于理解 Go 至关重要。即使你使用过具有指针的语言,Go 对指针的实现也不同于 C 和 C++,因为它保留了引用的一些优秀属性,同时保留了指针的功能。

本文的其余部分旨在广泛地讨论引用的概念,而不是具体的实现。我们将使用 Go 作为指针的参考实现。

有什么不同?

指针变量存储的是另一个变量的地址。

引用变量指向另外一个变量。

为证明我们的观点,用 C++ 举个例子,它同时支持指针和引用。

int i = 3;
int *ptr = &i;
int &ref = i;

第一行定义了变量 i;第 2 行定义了一个指向变量 i 内存地址的指针 ptr;第 3 行定义了一个指向变量 i 的引用 ref。

不仅操作符不同,而且使用的方法也不同。对于指针,必须使用 * 操作符来解引用。对于引用,不需要任何操作符。据了解,你倾向于使用引用的变量。

继续我们的示例,下面两行代码都将把 i 的值更改为13。

*ptr = 13;
ref = 13;

你可能会问,如果我尝试直接访问变量 ptr 而不使用解引用。这就引出了指针和引用之间的第二个关键区别。指针可以重分配,而引用不能。换句话说,指针可以被分配另一个不同的地址。

看下 Go 的例子

package main

import "fmt"

var ap *int

func main() {
    a := 1          // define int
    b := 2          // define int

    ap = &a
     // set ap to address of a (&a)
     //   ap address: 0x2101f1018
     //   ap value  : 1

    *ap = 3
     // change the value at address &a to 3
     //   ap address: 0x2101f1018
     //   ap value  : 3

    a = 4
     // change the value of a to 4
     //   ap address: 0x2101f1018
     //   ap value  : 4

    ap = &b
     // set ap to the address of b (&b)
     //   ap address: 0x2101f1020
     //   ap value  : 2
}

到目前为止,你可以使用引用以一种相当类似的方式完成上述所有操作,而且通常使用更简单的语法。

跟我一起,下面的例子将说明为什么指针比引用更强大。

扩展下上面的函数:

    ...
    
    ap2 := ap
     // set ap2 to the address in ap
     //   ap  address: 0x2101f1020
     //   ap  value  : 2
     //   ap2 address: 0x2101f1020
     //   ap2 value  : 2

    *ap = 5
     // change the value at the address &b to 5
     //   ap  address: 0x2101f1020
     //   ap  value  : 5
     //   ap2 address: 0x2101f1020
     //   ap2 value  : 5
    // If this was a reference ap & ap2 would now
    // have different values

    ap = &a
     // change ap to address of a (&a)
     //   ap  address: 0x2101f1018
     //   ap  value  : 4
     //   ap2 address: 0x2101f1020
     //   ap2 value  : 5
    // Since we've changed the address of ap, it now
    // has a different value then ap2
}

你可以在这里做个练习

理解引用和指针的关键在第二个例子。

如果我们使用引用处理,我们将无法通过 *ap 更改 b 的值,并将其反映在 *ap2 中。因为一旦你复制了一个引用,它们就各自独立,没有任何联系。然而,它们可能指向相同的变量,但你操作引用时将会改变它指向,而不是指向的值。

最后一个示例向你演示了更改一个指针的赋值以指向新地址。由于引用的限制,这是唯一可行的操作。



(全文完)

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