أساسيات المؤشرات في Go

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة GO على Coddy — الدرس 19 من 107.

المؤشر (pointer) هو متغير يخزن عنوان الذاكرة لمتغير آخر. بدلاً من الاحتفاظ بقيمة مباشرة، فإنه يحتفظ بالموقع الذي توجد فيه تلك القيمة في الذاكرة. تعد المؤشرات أساسية في لغة Go وضرورية لمعالجة البيانات بكفاءة.

لإنشاء مؤشر، استخدم المعامل & للحصول على عنوان المتغير، والمعامل * للتصريح عن نوع المؤشر أو الوصول إلى القيمة الموجودة في ذلك العنوان.

x := 42
p := &x  // p يحمل عنوان الذاكرة لـ x

fmt.Println(p)  // 0xc000018030 (عنوان الذاكرة)
fmt.Println(*p) // 42 (القيمة الموجودة في ذلك العنوان)

يعني عامل الـ & "عنوان الـ" (address of) ويعيد مؤشراً. أما عامل الـ *، فعند استخدامه على مؤشر، فإنه يعني "القيمة الموجودة في" (value at) ويسمى إلغاء المرجعية (dereferencing). يمكنك أيضاً تعديل القيمة الأصلية من خلال المؤشر.

x := 10
p := &x

*p = 25         // تغيير القيمة من خلال المؤشر
fmt.Println(x)  // 25 (تغير المتغير الأصلي)

يُكتب نوع المؤشر كـ *T حيث T هو النوع الذي تتم الإشارة إليه. المؤشر إلى int يكون من النوع *int.

var p *int      // يصرح عن مؤشر لـ int
x := 100
p = &x          // p يشير الآن إلى x

القيمة الصفرية للمؤشر هي nil، مما يعني أنه لا يشير إلى شيء. محاولة إلغاء إسناد (dereference) مؤشر nil تؤدي إلى حدوث panic وقت التشغيل، لذا تأكد دائمًا من تهيئة المؤشرات قبل استخدامها.

التحدي

سهل

لنقم ببناء مبادل قيم بسيط يوضح قوة المؤشرات (pointers) في تعديل المتغيرات من خلال عناوين الذاكرة الخاصة بها.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر ملفين:

swap.go: قم بإنشاء دالة تسمى SwapValues تأخذ مؤشرين من نوع *int كمعاملات. يجب أن تقوم هذه الدالة بتبديل القيم التي تشير إليها هذه المؤشرات — بعد استدعائها، يجب أن يحمل كل متغير القيمة الأصلية للآخر. لا تعيد الدالة أي شيء؛ بل تقوم بتعديل القيم مباشرة من خلال المؤشرات.
main.go: اقرأ عددين صحيحين من المدخلات، وقم بتخزينهما في متغيرات، ثم استخدم دالة SwapValues لتبديل قيمهما. اطبع كلتا القيمتين قبل وبعد التبديل لإظهار التغيير.

سيتم توفير المدخلات التالية:

السطر 1: العدد الصحيح الأول
السطر 2: العدد الصحيح الثاني

تنسيق المخرجات:

Before: a=[first] b=[second]
After: a=[first] b=[second]

على سبيل المثال، إذا تم إعطاء 10 و 25، يجب أن تكون مخرجاتك:

Before: a=10 b=25
After: a=25 b=10

تذكر استخدام عامل & عند تمرير متغيراتك إلى الدالة، وعامل * داخل الدالة للوصول إلى القيم الفعلية وتعديلها.

ورقة مرجعية

الـ pointer (المؤشر) هو متغير يخزن عنوان الذاكرة لمتغير آخر. استخدم المعامل & للحصول على عنوان المتغير، والمعامل * للتصريح عن نوع المؤشر أو للوصول إلى القيمة الموجودة في ذلك العنوان.

x := 42
p := &x  // p يحمل عنوان الذاكرة لـ x

fmt.Println(p)  // 0xc000018030 (عنوان الذاكرة)
fmt.Println(*p) // 42 (القيمة الموجودة في ذلك العنوان)

المعامل & يعني "عنوان الـ" ويعيد مؤشراً. أما المعامل *، عند استخدامه مع مؤشر، فيعني "القيمة الموجودة في" ويسمى dereferencing (إلغاء المرجعية).

يمكنك تعديل القيمة الأصلية من خلال المؤشر:

x := 10
p := &x

*p = 25         // تغيير القيمة من خلال المؤشر
fmt.Println(x)  // 25 (تغير المتغير الأصلي)

يُكتب نوع المؤشر كـ *T حيث T هو النوع الذي يتم الإشارة إليه:

var p *int      // يصرح عن مؤشر لنوع int
x := 100
p = &x          // p يشير الآن إلى x

القيمة الصفرية (zero value) للمؤشر هي nil. محاولة إلغاء مرجعية (dereference) مؤشر nil تؤدي إلى حدوث panic أثناء التشغيل.

جرّب بنفسك

package main

import "fmt"

func main() {
	// قراءة عددين صحيحين من المدخلات
	var a, b int
	fmt.Scanln(&a)
	fmt.Scanln(&b)

	// طباعة القيم قبل التبديل
	fmt.Printf("Before: a=%d b=%d\n", a, b)

	// TODO: استدعاء الدالة SwapValues مع مؤشرات إلى a و b
	// تذكر استخدام المعامل & لتمرير العناوين

	// طباعة القيم بعد التبديل
	fmt.Printf("After: a=%d b=%d\n", a, b)
}