本文旨在澄清go语言中关于指针地址的常见误解，特别是在处理`sync.waitgroup`时。我们将通过一个实际案例，详细解释当函数返回一个指针类型时，如何正确地打印所指向对象的内存地址，以及`&`操作符在不同上下文中的行为差异，从而避免混淆指针变量自身的地址与它所存储的内存地址。
Go语言中的指针基础
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。通过指针，我们可以间接访问或修改该变量的值。理解以下两个核心运算符是正确使用指针的基础：
- & 运算符：用于获取变量的内存地址，生成一个指向该变量的指针。例如，&x 返回变量 x 的地址。
- * 运算符：用于解引用指针，获取指针所指向的值。例如，如果 p 是一个指向 x 的指针，那么 *p 就是 x 的值。
场景分析：sync.WaitGroup的地址困惑
考虑以下Go语言代码片段，它展示了一个关于sync.WaitGroup指针地址的常见疑问：
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"time"
)
func Run() *sync.WaitGroup {
var wg sync.WaitGroup // 声明一个WaitGroup值类型变量
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
fmt.Printf("goroutine 内部 wg 地址: %p\n", &wg) // 打印wg的地址
time.Sleep(5 * time.Second)
fmt.Println("goroutine 唤醒")
}()
fmt.Printf("Run函数返回前 wg 地址: %p\n", &wg) // 打印wg的地址
return &wg // 返回wg的地址
}
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(3)
wg := Run() // wg接收Run函数返回的*sync.WaitGroup指针
// 原始问题中导致困惑的代码行：
fmt.Printf("main函数内 wg 变量自身的地址: %p\n", &wg) // 打印wg这个指针变量的地址
wg.Wait()
fmt.Println("main函数等待结束")
}运行上述代码，我们可能会得到类似以下输出：
Run函数返回前 wg 地址: 0xc0000100a0 main函数内 wg 变量自身的地址: 0xc00000e028 goroutine 内部 wg 地址: 0xc0000100a0 goroutine 唤醒 main函数等待结束
从输出中可以看出，Run函数内部和goroutine内部打印的wg地址是相同的 (0xc0000100a0)，这符合预期，因为它们都指向同一个sync.WaitGroup对象。然而，main函数中打印的wg地址 (0xc00000e028) 却与前两者不同，这正是导致许多开发者感到困惑的关键点。
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核心问题解析：指针变量与它所指向的地址
造成main函数内地址差异的原因在于对&运算符的误用以及对指针变量概念的混淆。
Run函数内部的wg: 在Run函数中，var wg sync.WaitGroup 声明了一个sync.WaitGroup类型的 值变量。当我们在Run函数内部以及其启动的goroutine中打印 &wg 时，我们获取并打印的是这个 值变量 wg 在内存中的实际地址。Run函数最终通过 return &wg 返回的也是这个地址。
-
main函数内部的wg: wg := Run() 这行代码将Run函数返回的*sync.WaitGroup指针赋值给了main函数内部的局部变量wg。此时，main函数内的wg变量本身是一个 指针变量，它的类型是*sync.WaitGroup。这意味着wg这个变量本身存储的 是一个内存地址。
当我们执行 fmt.Printf("main函数内 wg 变量自身的地址: %p\n", &wg) 时，&wg 获取的是main函数内部这个 指针变量 wg 在栈上的内存地址。这个地址是存储指针值的变量本身的地址，而不是它所指向的sync.WaitGroup对象的地址。因此，这个地址与Run函数中sync.WaitGroup对象的地址不同，因为它指向的是不同的内存位置（一个是main函数栈上存储指针的变量，另一个是堆上或Run函数栈上分配的WaitGroup对象）。
为了正确地打印main函数中wg这个指针变量所指向的sync.WaitGroup对象的地址，我们应该直接使用wg变量本身，因为它已经存储了那个地址。即 fmt.Printf("main函数内 wg 指向的 WaitGroup 地址: %p\n", wg)。
修正后的示例代码
为了正确地在main函数中打印出sync.WaitGroup对象的地址，我们应该直接使用指针变量wg，而不是再次对其取地址：
package main
import (
"fmt"
"runtime"
"sync"
"time"
)
func Run() *sync.WaitGroup {
var wg sync.WaitGroup // 声明一个WaitGroup值类型变量
wg.Add(1)
go func() {
defer wg.Done()
fmt.Printf("goroutine 内部 wg 地址: %p\n", &wg) // 打印wg的地址
time.Sleep(5 * time.Second)
fmt.Println("goroutine 唤醒")
}()
fmt.Printf("Run函数返回前 wg 地址: %p\n", &wg) // 打印wg的地址
return &wg // 返回wg的地址
}
func main() {
runtime.GOMAXPROCS(3)
wg := Run() // wg接收Run函数返回的*sync.WaitGroup指针
// 正确的做法：直接打印wg指针变量存储的地址
fmt.Printf("main函数内 wg 指向的 WaitGroup 地址: %p\n", wg)
wg.Wait()
fmt.Println("main函数等待结束")
}运行修正后的代码，你会发现Run函数返回前、goroutine内部以及main函数中打印的WaitGroup地址都是一致的：
Run函数返回前 wg 地址: 0xc0000100a0 goroutine 内部 wg 地址: 0xc0000100a0 main函数内 wg 指向的 WaitGroup 地址: 0xc0000100a0 goroutine 唤醒 main函数等待结束
关键点与注意事项
-
区分变量类型：
- 当wg是sync.WaitGroup类型时（值类型），&wg获取的是wg本身的地址。
- 当wg是*sync.WaitGroup类型时（指针类型），wg本身就存储了一个地址，而&wg获取的是存储这个地址的变量本身的地址。
-
%p格式化符： fmt.Printf中使用%p格式化符时，它期望接收一个指针值。
- 如果你传入的是一个指针变量（如*sync.WaitGroup类型的wg），它会打印该指针变量所存储的地址。
- 如果你传入的是一个非指针变量的地址（如&someVar），它会打印someVar的地址。
理解函数返回值： 当一个函数返回*Type时，它返回的是一个地址。接收这个返回值的变量（如main函数中的wg）将直接存储这个地址。
避免混淆： 始终明确你是在打印一个变量的地址，还是在打印一个指针变量所指向的地址。这种区分对于理解内存布局和避免潜在的逻辑错误至关重要。
总结
通过对sync.WaitGroup指针地址差异的分析，我们深入理解了Go语言中指针变量和其所指向内存地址之间的区别。核心在于，当一个变量本身就是一个指针类型时，直接打印该变量（例如fmt.Printf("%p", ptrVar)）会输出它所指向的内存地址，而对其再次取地址（例如fmt.Printf("%p", &ptrVar)）则会输出该指针变量自身在内存中的存储地址。掌握这一细微但重要的区别，对于编写正确且高效的Go程序至关重要。
