0. 背景
相信很多Golang开发者在使用map时，都曾遇到过这样的报错：
m := map[string]int{"a": 1}
p := &m["a"]
运行这段代码时，编译器毫不留情地报错了：cannot take the address of m["a"]。这是为什么呢？明明map中的元素是存在的，为什么不能直接取地址呢？别急，这篇文章将带你深入探讨其中的原因。
1. 概述
map是Golang中非常强大的数据结构，它提供了高效的键值对存储与查找功能。然而，与数组或切片不同的是，map中的元素是不可寻址的。这意味着你无法直接获取map中元素的指针。那么，究竟是什么原因导致了这一特性？这是否与map的内部结构、内存管理、或是编译器的设计有关呢？接下来我们将一一解答。
2. Go中寻址和不可寻址的概念
要理解为什么map元素不可寻址，咱们得先搞明白什么是寻址。在Go里，寻址就是获取变量的内存地址，从而允许我们直接操作该变量。能取地址的变量通常都是“稳”的，也就是说它们在内存中的位置不会随便变动，比如你声明的变量、数组元素等等。
但有些东西是不稳的，比如函数返回值、常量，还有咱们的主角——map元素。它们在内存中不保证有个固定的位置，所以Go压根儿不让你取它们的地址，省得后续出幺蛾子。
3. map元素不可寻址的技术原因
要理解为什么map元素不可寻址，我们需要深入探讨map的底层实现。
内存分配与管理
map是一种基于哈希表的数据结构。哈希表的特点是动态扩容，当元素增加时，原有存储 map 元素的内存空间不足以存储新的元素，那么map会在内存中重新分配存储空间。
由于这些元素在扩容过程中会被复制到新的内存地址上，因此它们的内存地址并不稳定。
举个例子
package main
import "fmt"
func main() {
myMap := make(map[int]string)
// 初始填充数据
myMap[1] = "A"
myMap[2] = "B"
myMap[3] = "C"
fmt.Println("初始状态:", myMap)
// 假设这里能拿到了地址
addr1 := &myMap[1]
// 添加更多数据，触发扩容
myMap[4] = "D"
myMap[5] = "E"
myMap[6] = "F"
fmt.Println("扩容后状态:", myMap)
// 由于扩容了，addr1不再存储着"A"这个字符，设想下如果此时addr1变成存储的是操作系统级别的数据，我们这样有权限操作地址，将会多么可怕！
fmt.Println(*addr1)
*addr1 = "OS die!"
}
map元素的非确定性
map中的元素存储位置并不是固定的，尤其是在扩容、删除元素等操作之后，某个键对应的值在内存中的位置可能会发生变化。如果允许对这些元素取地址，那么一旦元素位置改变，原先的指针就会失效，导致不可预测的行为。
编译器限制
为了避免上述问题，Go编译器设计时直接限制了对map元素的取地址操作。这样不仅简化了编译器的实现，也避免了可能出现的隐患。
4. 图解说明
内存布局图
让我们通过一个图示来直观理解map在内存中的布局，以及为什么它的元素不可寻址：
1 Map 初始状态：
B = 2表示初始时桶的数量为 4（2^B = 4）。bucketArray是一个包含 4 个bucket的数组。每个bucket存储了某些键值对。如图所示，键值对
Key: 1, Value: A、Key: 2, Value: B和Key: 3, Value: C分别存储在Bucket 0、Bucket 1和Bucket 2中。
2 Map 扩容后状态：
当插入更多元素时，
map触发扩容，B变为 3，此时桶的数量增加到 8（2^B = 8）。现有的键值对重新哈希，并被分配到新的
bucket中。例如，Key: 1被重新分配到新的Bucket 0，地址从0x01变为0x11。新增的元素Key: 4, Value: D等分别分配到新的桶中。
在扩容过程中，map中的键值对会被重新分配到新的哈希桶中，因此它们的内存地址会发生变化。
示例代码
m := map[string]int{"a": 1, "b": 2}
p := &m["a"] // 报错：cannot take the address of m["a"]
在这个例子中，m["a"]是一个非确定性值，因此编译器无法保证它在内存中的位置，所以不允许我们获取它的地址。
5. 实践中的影响
map元素不可寻址这一特性，对实际编程有一定影响。特别是在处理复杂数据结构或并发操作时，开发者需要格外注意。例如，直接对map中的元素进行修改时，我们需要通过值复制、或者使用临时变量来避免取地址的需求。
6. 解决方法与替代方案
使用临时变量
一种常见的解决方法是使用临时变量来保存map元素的值，再对该临时变量进行操作：
val := m["a"] p := &val
虽然这样避免了直接取地址的问题，但要注意值的同步。
利用指针存储值
另一种方法是在map中存储指针而非直接值：
m := map[string]*int{"a": new(int)}
*m["a"] = 1
p := m["a"] // 这里p就是一个指针，可以直接操作
7. 最佳实践建议
在实际开发中，建议尽量避免对map元素的地址操作，除非有明确的需求，并且使用了合适的解决方法。此外，在需要高效存储和访问复杂数据结构时，可以考虑使用其他数据结构如struct或slice。
8. 结论
在 Go 语言中，map 中的元素是不可寻址的，这主要是因为以下几个原因：
内存布局不稳定：
如上图所示，
map会根据需要进行动态扩容和重新哈希，元素可能会在内存中移动。因此，某个元素在一个时刻的内存地址在下一时刻可能会无效。
哈希表的动态特性：
map是基于哈希表实现的，当插入或删除元素时，map可能会重新分配内存。元素在哈希表中的位置依赖于哈希值和bucket数量的变化，因此它们的地址在内存中不是恒定的。
编译器限制：
Go 语言的编译器通过设计禁止对
map中元素的地址进行操作，以避免由于动态内存布局而导致的潜在错误。这也是为了确保程序的安全性和可预测性。
