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go-結構體記憶體佈局

初始化方式

方式一:通過 var 宣告結構體

在 Go 語言中當一個變數被宣告的時候,系統會自動初始化它的預設值,比如 int 被初始化為 0,指標為 nil。

var 宣告同樣也會為結構體型別的資料分配記憶體,所以我們才能像上一段程式碼中那樣,在聲明瞭 var s T 之後就能直接給他的欄位進行賦值

方式二:使用 new

使用 new 函式給一個新的結構體變數分配記憶體,它返回指向已分配記憶體的指標:var t *T = new(T)。

type struct1 struct {
    i1 int
    f1 float32
    str string
}

func main() {
    ms := new(struct1)
    ms.i1 = 10
    ms.f1 = 15.5
    ms.str= "Chris"

    fmt.Printf("The int is: %d\n", ms.i1)
    fmt.Printf("The float is: %f\n", ms.f1)
    fmt.Printf("The string is: %s\n", ms.str)
    fmt.Println(ms)
}

與面嚮物件語言相同,使用點操作符可以給欄位賦值:structname.fieldname = value

同樣的,使用點操作符可以獲取結構體欄位的值:structname.fieldname

方式三:使用字面量

type Person struct {
    name string
    age int
    address string
}

func main() {
    var p1 Person
    p1 = Person{"lisi", 30, "shanghai"}   //方式A
    p2 := Person{address:"beijing", age:25, name:"wangwu"} //方式B
    p3 := Person{address:"NewYork"} //方式C
}

方式A中,值必須以欄位在結構體定義時的順序給出。

方式B是在值前面加上了欄位名和冒號,這種方式下值的順序不必一致,並且某些欄位還可以被忽略掉,就像方式C那樣。

除了上面這三種方式外,還有一種初始化結構體實體更簡短和常用的方式,如下:

ms := &Person{"name", 20, "bj"}
ms2 := &Person{name:"zhangsan"}

&Person{a, b, c} 是一種簡寫,底層仍會呼叫 new(),這裡值的順序必須按照欄位順序來寫,同樣它也可以使用在值前面加上欄位名和冒號的寫法(見上文的方式B,C)。

表示式 new(Type) 和 &Type{} 是等價的。

幾種初始化方式之間的區別

到目前為止,我們已經瞭解了三種初始化結構體的方式:

//第一種,在Go語言中,可以直接以 var 的方式宣告結構體即可完成例項化(var 宣告同樣也會為結構體型別的資料分配記憶體 )
var t T
t.a = 1
t.b = 2

//第二種,使用 new() 例項化
t := new(T)

//第三種,使用字面量初始化
t := T{a, b} //分配記憶體,並初始化
t := &T{} //簡寫方式,等效於 new(T),其實就是上面那種寫法加上一個取地址,這樣 t 就是指標型別了

使用 var t T 會給 t 分配記憶體,並零值化記憶體,但是這個時候的 t 的型別是 T;使用 new 關鍵字時 t := new(T),變數 t 則是一個指向 T 的指標。

從記憶體佈局上來看,我們就能看出這三種初始化方式的區別:

使用 var 宣告:直接為該變數分配記憶體。

img

使用 new 初始化:為型別分配記憶體後,返回該型別的指標。

img

使用結構體字面量初始化:相當於上面兩種方式的簡寫。

img

下面來看一個具體的例子

package main
import "fmt"

type Person struct {
 name string
 age int
}

func main() {
 var p1 Person // 分配記憶體,並初始化為 0 值
 p1.name = "zhangsan"
 p1.age = 18
 fmt.Printf("This is %s, %d years old\n", p1.name, p1.age)

 p2 := new(Person) //分配記憶體,返回指標
 p2.name = "lisi"
 p2.age = 20
 (*p2).age = 23 //這種寫法也是合法的
 fmt.Printf("This is %s, %d years old\n", p2.name, p2.age)

 p3 := Person{"wangwu", 25} //分配記憶體,並初始化為字面值
 fmt.Printf("This is %s, %d years old\n", p3.name, p3.age)
}

輸出:

This is zhangsan, 18 years old
This is lisi, 23 years old
This is wangwu, 25 years old

上面例子的第二種情況,雖然 p2 是指標型別,但我們仍然可以像 p2.age = 23 這樣賦值,不需要像 C++ 中那樣使用 -> 操作符,Go 會自動進行轉換。

注意也可以先通過 * 操作符來獲取指標所指向的內容,再進行賦值:(*p2).age = 23

疑點解答

  • 為什麼new 出來的指標變數,也可以像 var 宣告的變數一樣來使用結構體欄位?

雖然 p2 是指標型別,但我們仍然可以像 p2.age = 23 這樣賦值,不需要像 C++ 中那樣使用 -> 操作符,Go 會自動進行轉換。

結構體的記憶體佈局

Go 語言中,結構體和它所包含的資料在記憶體中是以連續塊的形式存在的。

即使結構體中巢狀有其他的結構體,這在效能上帶來了很大的優勢。

不像 Java 中的引用型別,一個物件和它裡面包含的物件可能會在不同的記憶體空間中,這點和 Go 語言中的指標很像。

下面的例子清晰地說明了這些情況:

type Rect1 struct {Min, Max Point }
type Rect2 struct {Min, Max *Point }
img