Golang：帮助理解指针、赋值和意外行为

Question

所以我回来了更多我似乎无法解决的初学者问题。 我正在试验以下代码。

func main() {
start := time.Now()
var powers []*big.Int
for i := 1; i < 1000; i++ {
    I := big.NewInt(int64(i))
    I.Mul(I, I)
    powers = append(powers, I)
}
fmt.Println(powers)
fmt.Println(time.Since(start))
start = time.Now()
var seqDiffs []*big.Int
diff := new(big.Int)
for i, v := range powers {
    if i == len(powers)-2 {
        break
    }
    diff = v.Sub(powers[i+1], v)
    seqDiffs = append(seqDiffs, diff)
}
fmt.Println(seqDiffs)
fmt.Println(time.Since(start))
}

我的意图是通过以下方式将 Sub() 的结果分配给 diff

diff.Sub(powers[i+1], v)

但是这会导致 seqDiffs 的值是 1995（正确的最后一个值）一遍又一遍地重复。我知道这很可能是因为 seqDiffs 只是指向同一内存地址的指针列表，但我不明白为什么以下工作正常

v.Sub(powers[i+1], v)
seqDiffs = append(seqDiffs, v)

这导致 seqDiffs 是从 3 到 1995 的所有奇数的列表，这是正确的，但它本质上不也是指向同一内存地址的指针列表吗？ 另外，为什么以下内容也应该导致 seqDiffs 也是指向同一内存地址的指针列表？

diff = v.Sub(powers[i+1], v)
seqDiffs = append(seqDiffs, diff)

我也尝试过以下方式

diff := new(*big.Int)
for i, v := range powers {
if i == len(powers)-2 {
    break
}
diff.Sub(powers[i+1], v)
seqDiffs = append(seqDiffs, diff)
}

但从 ide 收到这些错误：

*./sequentialPowers.go:26: calling method Sub with receiver diff (type **big.Int) requires explicit dereference
./sequentialPowers.go:27: cannot use diff (type **big.Int) as type *big.Int in append*

如何进行“显式”取消引用？

Answer 1

在 Go 中调试指针问题时，了解发生了什么的一种方法是使用 fmt.Printf 和 %p 打印感兴趣变量的内存地址。

关于您的第一个问题，为什么将diff.Sub(powers[i+1], v) 的结果附加到*big.Int 的切片会导致每个索引都是相同值的切片-您正在更新内存地址@987654327 处的值@ 分配给该指针的副本并将其附加到切片。因此，切片中的所有值都是指向相同值的指针。

打印diff 的内存地址将显示这种情况。填充切片后 - 执行以下操作：

for _, val := range seqDiffs {
    fmt.Printf("%p\n", val) // when i ran this - it printed 0xc4200b7d40 every iteration
}

在第二个示例中，值 v 是指向不同地址的 big.Int 的指针。您将v.Sub(..) 的结果分配给diff，这会更新diff 指向的底层地址。因此，当您将 diff 附加到切片时，您将在唯一地址处附加指针的副本。使用fmt.Printf 你可以看到这样 -

var seqDiffs []*big.Int
diff := new(big.Int)
for i, v := range powers {
    if i == len(powers)-2 {
        break
    }
    diff = v.Sub(powers[i+1], v)
    fmt.Printf("%p\n", diff) // 1st iteration 0xc4200109e0, 2nd 0xc420010a00, 3rd 0xc420010a20, etc
    seqDiffs = append(seqDiffs, diff)
} 

关于你的第二个问题 - 在 Go 中使用 new 关键字分配指定类型的内存但不初始化它（check the docs）。在您的情况下，对new 的调用会分配一个指向big.Int (**big.Int) 的指针类型的指针，因此编译器错误提示您不能在对append 的调用中使用此类型。

要显式取消引用 diff 以便在其上调用 Sub，您必须将代码修改为以下内容：

(*diff).Sub(powers[i+1], v)

在 Go 中，选择器表达式会为您解引用指向结构的指针，但在这种情况下，您要在指向指针的指针上调用方法，因此您必须显式地解引用它。

可以在here 找到有关在 Go 中调用结构（选择器表达式）的方法的非常丰富的读物

并将其添加到切片中

seqDiffs = append(seqDiffs, *diff)