07 go语言（golang） - 数据类型：指针 & 单元测试

指针

在Go语言中，指针是一种特殊的数据类型，它存储了另一个变量的内存地址。指针对于理解和使用计算机科学中的引用传递非常重要。通过使用指针，你可以直接访问和修改内存地址上的数据，这可以提高程序的效率并允许函数间直接修改传入变量的值。

基本概念

• 声明指针: 指针变量声明格式为 var ptr *T 其中 T 是指针所指向的值的类型。例如, var p *int 表示 p 是一个指向整数型数据的指针。
• 获取变量地址: 使用 & 运算符可以获取一个普通变量地址。
• 使用指针访问值: 使用解引用操作符 *, 可以获取或者设置位于该内存地址上（即该指针所“指向”的位置）的数据。
• 指针的零值： 指针的零值是 nil，表示指针不指向任何变量。
• 空指针检查： 在解引用指针之前，应该检查指针是否为 nil，以避免运行时错误。

package main

import"fmt"funcmain(){var a int=100var p *int=&a // 定义一个整型类型的指针p，并将其初始化为a的地址//var p *int = nil // 也可以初始化为空

    fmt.Println("a的值：", a)
    fmt.Println("a的内存地址：",&a)
    fmt.Println("p的值，也就是a的内存地址：", p)
    fmt.Println("p的内存地址（指针的指针）：",&p)

    fmt.Println("p的内存地址上保存的值（解引用p）：",*p)*p =200// 更改*p意味着更改了p所执行到那个具体位置上保存着什么（即更改了a）
    fmt.Println("a的值：", a)}

指针与函数

在Go语言中，所有参数都是按值传递（包括数组、结构体等）。如果需要在函数外部修改原始数据，则必须使用到Pointer。

package main

import"fmt"funcmodifyValue(p *int, a int){*p =10
    a =20}funcmain(){
    x :=5
    y :=5modifyValue(&x, y)
    fmt.Println(x)// 输出10, 因为x 的值已经被modifyValue 函数修改了，modifyValue直接修改了指针p指向的值。
    fmt.Println(y)// 输出5, modifyValue函数中，a的值并没有被修改，因为a是函数的局部变量，函数结束后就自动释放了。}

1. 变量 x 被成功修改因为它是通过引用（或说地址/指针）传递给函数的。这允许直接访问和更改存储在该地址上的数据。
2. 变量 y 没有被更改因为它是通过值传递给函数。即使在函数内部该参数被重新赋予新值（20），这种更改也仅限于函数作用域内，并未影响到原始变量。

指针与引用

Golang中的指针

特性：

• 可以直接操作内存，但不支持指针运算（如C/C++中的加减）。
• 用于传递大型结构体时避免复制，提高效率。

package main

import"fmt"funcmain(){
    x :=10
    p :=&x // 获取x的地址
    fmt.Println(*p)// 输出: 10*p =20// 修改p所指向的数据
    fmt.Println(x)// 输出: 20}

Java中的引用

Java没有显式的指针，但对象通过引用传递。

特性：

• 引用是对对象在堆内存中位置的一种间接访问方式。
• 所有非基本类型（如对象、数组）都是通过引用来操作。

publicclassTest{publicstaticvoidmain(String[] args){int[] numbers ={1,2,3};System.out.println(numbers[0]);modifyArray(numbers);System.out.println(numbers[0]);// 输出: 99，因为数组是通过引用传递并修改了原始数据。}publicstaticvoidmodifyArray(int[] arr){
        arr[0]=99;}}

联系与对比

• 内存管理：Go允许直接使用指针来管理内存，而Java则依赖垃圾回收机制自动管理对象生命周期，无需手动释放内存。
• 安全性与复杂度：Go提供了更底层的控制能力，但也要求开发者更加小心地处理空指针问题。Java则隐藏了这些细节，提供更高层次抽象以提高安全性。

值传递

值传递（Pass by Value）是一种参数传递机制，其中函数接收的是实参的副本，而不是实参本身。这意味着在函数内部对参数进行的任何修改都不会影响到原始变量。每次调用函数时，都会为参数创建一个新的内存空间来存储这些副本。

特性

1. 独立性：由于函数接收到的是实参的副本，因此在函数内部对该参数所做的任何更改都不会影响到外部变量。
2. 安全性：这种机制确保了调用者和被调用者之间的数据隔离，避免了不小心修改原始数据的问题。
3. 适用场景：值传递通常用于基本数据类型（如整数、浮点数、布尔值等），因为它们占用内存较少且复制开销低。

示例

package main

import"fmt"funcmodifyValue(val int){
    val =20// 修改val，但这只是在modifyValue作用域内有效}funcmain(){
    x :=10
    fmt.Println("Before modifyValue:", x)// 输出: Before modifyValue: 10modifyValue(x)
    fmt.Println("After modifyValue:", x)// 输出: After modifyValue: 10}

• x是一个整数，当我们将其传递给modifyValue时，实际上是将x的当前值（即10）的副本赋给了形参val。
• 在modifyValue中，将形参设置为20并不会改变主程序中变量x的值，因为它们位于不同的内存空间。
• 因此，在执行完函数后，输出仍然是初始值10，这证明了Go使用的是值传递机制。

特殊

然而，对于切片、映射等引用类型的数据结构，传递的值实际上是一个包含指向底层数据的指针的结构。因此，即使是值传递，也能通过这个指针修改底层数据。

funcmain(){
    numbers :=[]int{1,2,3}
    fmt.Println(numbers[0])modifyArray(numbers)
    fmt.Println(numbers[0])// 输出: 99，因为切片是通过引用传递并修改了原始数据。}funcmodifyArray(arr []int){
    arr[0]=99}

• 切片结构：切片本质上是一个描述符，包含三个部分： - 指向底层数组的指针。- 切片长度。- 切片容量。
• 值传递：当你将切片作为参数传入函数时，复制的是这个描述符（即这三个部分），而不是整个底层数组。

练习

1. 定义一个结构体Person，包含字段Name（字符串类型）和Age（整数类型）。关于结构体我们后续详细展开学
2. 实现一个函数试图通过值传递来更新结构体的名称。
3. 实现另一个函数试图通过指针传递来更新结构体的年龄。

实现

package main

import"fmt"funcmain(){var p Person = Person{"小明",80}
    fmt.Println(p)// 通过值传递修改名字，不会修改原来的值updateName(p,"大明")
    fmt.Println(p)updateAge(&p,90)
    fmt.Println(p)}funcupdateAge(ptr *Person, newAge int){// 当你有一个指向结构体的指针ptr时，Go允许你使用相同的.运算符来访问字段，如ptr.Age。这实际上是对 (*ptr).Age 的简写。// 编译器会自动解引用这个指针以获取实际的值，然后再进行字段访问。
    ptr.Age = newAge
}funcupdateName(p Person, newName string){
    p.Name = newName
}type Person struct{
    Name string
    Age  int}

• 注意在使用值传递时，对象本身不会被改变，而是对其副本进行操作。
• 使用指针可以直接修改对象，因为它们允许直接访问内存地址。

单元测试

在模块中只允许一个main方法，调试代码极其不方便 ，所以这里引入单元测试，让代码调试方便许多。

单元测试是通过标准库中的

testing

包来实现的。Go提供了一种简单而强大的机制来编写和运行测试。

编写单元测试

1. 创建测试文件：- 测试文件通常与被测代码放在同一目录下，并以 _test.go 结尾。例如 math_test.go。
2. 编写测试函数：- 测试函数必须以 Test 开头，并且接收一个指向 testing.T 类型的参数。- 函数签名示例： func TestFunctionName(t *testing.T)
3. 使用断言：- Go没有内置断言库，但可以使用条件语句和t.Errorf()或t.Fatalf()来报告错误。
4. 示例代码

// math_test.gopackage math

import"testing"funcTestAdd(t *testing.T){println("单元测试")// 打印错误日志
    t.Log("日志！")

    t.Errorf("错误！！！！")

    t.Fatalf("严重错误！！！！")}

运行单元测试

• 使用命令行工具：在终端中导航到包含 _test.go 文件的目录，然后执行以下命令：

go test

• 如果需要查看详细信息，可以使用 -v 标志：

go test -v

• 或者在idea中直接右键执行run

输出

=== RUN   Test1
单元测试
    math_test.go:11: 日志！
    math_test.go:13: 错误！！！！
    math_test.go:15: 严重错误！！！！
--- FAIL: Test1 (0.00s)

FAIL

Process finished with the exit code 1