面試題：Go 開發(fā)中，什么情況下會使用指針？
今天的分享來自星友的一個問答題：「Go 開發(fā)中，什么情況下會使用指針？」。很經(jīng)典的問題，在 Go 面試中也可能會被問到。作為一個面試題分享出來。
一、使用指針的場景
用指針其實沒有標(biāo)準(zhǔn)的場景，一般以下場景會用指針：
- 大型結(jié)構(gòu)體或變量：通過使用指針傳遞大型結(jié)構(gòu)體，避免了復(fù)制整個結(jié)構(gòu)體的性能損耗；
- 修改字段值：使用指針允許函數(shù)內(nèi)修改傳入的變量值；
- 判斷字段是否設(shè)置：通過指針可以輕松判斷字段是否已賦值，從而進(jìn)行相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯處理；
- 保持 API 接口兼容性：將可選請求參數(shù)設(shè)置為指針，允許在請求中表示字段的缺失；
- 實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指針使得各節(jié)點之間可以相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成鏈表或樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；
- 接口實現(xiàn)修改接收者：使用指針接收者允許方法內(nèi)部修改對象本身的狀態(tài)；
- 自動生成的代碼：某些工具在生成代碼時會默認(rèn)將字段聲明為指針，確保兼容性；
- 個人習(xí)慣：在可使用指針/非指針的場景下，有些開發(fā)者喜歡使用指針。
1. 大型結(jié)構(gòu)體或變量
當(dāng)一個結(jié)構(gòu)體或變量非常大時，傳遞整個結(jié)構(gòu)的副本會占用大量內(nèi)存并增加處理時間。通過使用指針，可以減少數(shù)據(jù)復(fù)制，提高性能。
代碼示例如下：
type LargeStruct struct {
Data [10000]int // 大型結(jié)構(gòu)體
}
func process(data *LargeStruct) {
data.Data[0] = 1 // 修改原始數(shù)據(jù)
}
func main() {
ls := LargeStruct{}
process(&ls) // 傳遞指針，避免數(shù)據(jù)復(fù)制
}2. 修改字段值
當(dāng)函數(shù)需要修改結(jié)構(gòu)體的字段或變量的值時，使用指針是必須的。值傳遞只會修改副本，不會影響原始值。
代碼示例如下：
func updateValue(n *int) {
*n = 42 // 直接修改指針指向的值
}
func main() {
x := 10
updateValue(&x) // 傳遞指針，修改原始值
fmt.Println(x) // 輸出：42
}3. 判斷字段是否設(shè)置
在使用指針時，可以利用 nil 來表示某種狀態(tài)，比如指向某個結(jié)構(gòu)體的指針可以初始化為 nil，表示“沒有值”。這在許多情況下很有用，比如選擇是否需要創(chuàng)建某個對象或者執(zhí)行某個操作。
type Config struct {
Value *string // 可選字段
}
func process(c Config) {
if c.Value != nil {
fmt.Println("Value is set to:", *c.Value)
} else {
fmt.Println("Value not set")
}
}
func main() {
value := "Hello"
config := Config{Value: &value}
process(config)
}4. 保持 API 接口兼容性
在API設(shè)計中，為了處理可選參數(shù)，將字段設(shè)置為指針是常見的做法。這允許調(diào)用者不提供某些字段，而這些字段仍然可以合理地處理。
type CreateUserRequest struct {
Username string `json:"username"`
Age *int `json:"age"` // 可選字段
}
func createUser(req CreateUserRequest) {
if req.Age != nil {
fmt.Println("User Age:", *req.Age)
} else {
fmt.Println("User Age not provided")
}
}
func main() {
age := 30
req := CreateUserRequest{Username: "Alice", Age: &age}
createUser(req)
}5. 實現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在實現(xiàn)鏈表、樹等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時，通常需要使用指針來關(guān)聯(lián)各個節(jié)點。例如，鏈表的節(jié)點通常包含指向下一個節(jié)點的指針。
代碼示例如下：
type Node struct {
Value int
Next *Node // 指向下一個節(jié)點
}
func main() {
n1 := &Node{Value: 1}
n2 := &Node{Value: 2}
n1.Next = n2 // n1 的 Next 指向 n2
fmt.Println(n1.Next.Value) // 輸出：2
}6. 接口實現(xiàn)修改接收者
在實現(xiàn)接口的方法時，若需修改方法的接收者，必須使用指針接收者。
代碼示例如下：
type Counter struct {
count int
}
func (c *Counter) Increment() {
c.count++
}
func main() {
counter := &Counter{}
counter.Increment()
fmt.Println(counter.count) // 輸出：1
}7. 自動生成的代碼
一些工具生成代碼時，可能會默認(rèn)將某些字段設(shè)為指針，以便于后期維護(hù)和擴展。
代碼示例如下：
type DatabaseConfig struct {
Host string `json:"host"`
Port *int `json:"port"` // 自動生成的指針字段
}
func main() {
port := 5432
config := DatabaseConfig{Host: "localhost", Port: &port}
fmt.Println(config) // 輸出：{localhost 0xc000010220}
}8. 個人習(xí)慣
一些開發(fā)者可能習(xí)慣在各種場景下使用指針，以一致性和可移植性為優(yōu)先考慮。
代碼示例如下：
type User struct {
Name string
Age int
}
func printUser(u *User) {
fmt.Printf("Name: %s, Age: %d\n", u.Name, u.Age)
}
func main() {
user := &User{Name: "Bob", Age: 30}
printUser(user) // 始終傳遞指針
}二、不使用指針的場景
- 小型值類型：參數(shù)小且簡單，通過值傳遞提高了代碼清晰度，無需復(fù)雜的指針操作；
- 簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：使用值傳遞簡單清晰，不需關(guān)心指針的析構(gòu)和內(nèi)存管理；
- 不需要修改的值：傳值避免了意外修改，提高了代碼可讀性和安全性；
- 避免 nil 值問題：值類型避免了 nil 值檢查，減少了運行時錯誤的可能性；
- 提升代碼可讀性：使用值類型更直觀，易于理解，特別是對新手開發(fā)者。
1. 小型值類型
對于小型基本數(shù)據(jù)類型（如 int、float、bool），使用值傳遞更清晰，避免了指針的復(fù)雜性和解引用過程。
代碼示例如下：
func double(n int) int {
return n * 2 // 直接傳值
}
func main() {
value := 5
result := double(value) // 傳遞值
fmt.Println(result) // 輸出：10
}2. 簡單的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
對于只包含少數(shù)字段的小結(jié)構(gòu)體，值傳遞通常更簡潔，減少了指針帶來的復(fù)雜性。
代碼示例如下：
type Point struct {
X, Y int
}
func move(p Point) {
p.X++
p.Y++ // 僅修改副本
}
func main() {
pt := Point{1, 2}
move(pt) // 傳遞值
fmt.Println(pt) // 輸出：{1 2}
}3. 不需要修改的值
如果函數(shù)內(nèi)部不需要修改傳入的值，使用值傳遞可以提高代碼的可讀性和安全性，避免潛在的意外修改。
代碼示例如下：
func printMessage(msg string) {
fmt.Println(msg) // 直接使用值
}
func main() {
message := "Hello, Go!"
printMessage(message) // 傳遞值而非指針
}4. 避免 nil 值問題
指針在使用時需頻繁檢查 nil 值，以避免運行時錯誤，而使用值類型可以降低此風(fēng)險，使代碼更加健壯。
代碼示例如下：
func getLength(s string) int {
return len(s) // 簡單直接，避免 nil 檢查
}
func main() {
str := "Hello"
length := getLength(str) // 直接傳遞值
fmt.Println(length) // 輸出：5
}5. 提升代碼可讀性
值傳遞通常更直觀，提高代碼可讀性。對于不熟悉 Go 的開發(fā)者，指針可能會增加理解的難度。
代碼示例如下：
func calculateArea(width, height int) int {
return width * height // 直接計算面積
}
func main() {
w := 5
h := 10
area := calculateArea(w, h) // 傳遞值
fmt.Println(area) // 輸出：50
}我個人的開發(fā)習(xí)慣，在非必要使用指針的情況下，不會選擇使用指針。因為使用指針，經(jīng)常要在程序中判斷變量是否是 nil，不僅會導(dǎo)致代碼臃腫，而且漏檢查，很容易導(dǎo)致程序 panic。
