快捷導(dǎo)航

簡單聊一聊Go語言中的數(shù)組和切片

更新時(shí)間：2021年07月18日 16:06:09 作者：架構(gòu)精進(jìn)之路

數(shù)組和切片由于語法十分相似,在使用中容易混淆,要認(rèn)真區(qū)分,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Go語言中數(shù)組和切片的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

1. 數(shù)組

數(shù)組是一個(gè)由固定長度的特定類型元素組成的序列，一個(gè)數(shù)組可以由零個(gè)或多個(gè)元素組成。因?yàn)閿?shù)組的長度是固定的，因此在 Go 語言中很少直接使用數(shù)組。和數(shù)組對應(yīng)的類型是 Slice（切片），它是可以增長和收縮的動(dòng)態(tài)序列，slice 功能也更靈活。

數(shù)組的每個(gè)元素可以通過索引下標(biāo)來訪問，索引下標(biāo)的范圍是從 0 開始到數(shù)組長度減 1 的位置。內(nèi)置的 len 函數(shù)將返回?cái)?shù)組中元素的個(gè)數(shù)。

var a [3]int             // array of 3 integers
fmt.Println(a[0])        // print the first element
fmt.Println(a[len(a)-1]) // print the last element, a[2]

默認(rèn)情況下，數(shù)組的每個(gè)元素都被初始化為元素類型對應(yīng)的零值，對于數(shù)字類型來說就是 0。

var q [3]int = [3]int{1, 2, 3}
var r [3]int = [3]int{1, 2}
fmt.Println(r[2]) // "0"

如果在數(shù)組的長度位置出現(xiàn)的是“...”省略號(hào)，則表示數(shù)組的長度是根據(jù)初始化值的個(gè)數(shù)來計(jì)算。因此，上面 q 數(shù)組的定義可以簡化為：

q := [...]int{1, 2, 3}
fmt.Printf("%T\n", q) // "[3]int"

數(shù)組的長度是數(shù)組類型的一個(gè)組成部分，因此[3]int 和[4]int 是兩種不同的數(shù)組類型。

數(shù)組的長度必須是常量表達(dá)式，因?yàn)閿?shù)組的長度需要在編譯階段確定。

q := [3]int{1, 2, 3}
q = [4]int{1, 2, 3, 4} // compile error: cannot assign [4]int to [3]int

如果一個(gè)數(shù)組的元素類型是可以相互比較的，那么數(shù)組類型也是可以相互比較的，這時(shí)候我們可以直接通過==比較運(yùn)算符來比較兩個(gè)數(shù)組，只有當(dāng)兩個(gè)數(shù)組的所有元素都是相等的時(shí)候數(shù)組才是相等的。不相等比較運(yùn)算符!=遵循同樣的規(guī)則。

a := [2]int{1, 2}
b := [...]int{1, 2}
c := [2]int{1, 3}
fmt.Println(a == b, a == c, b == c) // "true false false"
d := [3]int{1, 2}
fmt.Println(a == d) // compile error: cannot compare [2]int == [3]int

2. 切片（Slice）

Slice（切片）代表變長的序列，序列中每個(gè)元素都有相同的類型。一個(gè) slice 類型一般寫作[]T，其中 T 代表 slice 中元素的類型；slice 的語法和數(shù)組很像，只是沒有固定長度而已。

一個(gè) slice 是一個(gè)輕量級(jí)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供了訪問數(shù)組子序列（或者全部）元素的功能，而且 slice 的底層確實(shí)引用一個(gè)數(shù)組對象。

一個(gè) slice 由三個(gè)部分構(gòu)成：指針、長度和容量。

指針指向第一個(gè) slice 元素對應(yīng)的底層數(shù)組元素的地址，要注意的是 slice 的第一個(gè)元素并不一定就是數(shù)組的第一個(gè)元素。
長度對應(yīng) slice 中元素的數(shù)目；
長度不能超過容量，容量一般是從 slice 的開始位置到底層數(shù)據(jù)的結(jié)尾位置。內(nèi)置的 len 和 cap 函數(shù)分別返回 slice 的長度和容量。

表示一年中每個(gè)月份名字的字符串?dāng)?shù)組，還有重疊引用了該數(shù)組的兩個(gè) slice。數(shù)組這樣定義：

months := [...]string{1: "January", /* ... */, 12: "December"}

因此一月份是 months[1]，十二月份是 months[12]。

通常，數(shù)組的第一個(gè)元素從索引 0 開始，但是月份一般是從 1 開始的，因此我們聲明數(shù)組時(shí)直接跳過第 0 個(gè)元素，第 0 個(gè)元素會(huì)被自動(dòng)初始化為空字符串。

slice 的切片操作 s[i:j]，其中 0 ≤ i≤ j≤ cap(s)，用于創(chuàng)建一個(gè)新的 slice，引用 s 的從第 i 個(gè)元素開始到第 j-1 個(gè)元素的子序列。新的 slice 將只有 j-i 個(gè)元素。如果 i 位置的索引被省略的話將使用 0 代替，如果 j 位置的索引被省略的話將使用 len(s)代替。因此，months[1:13]切片操作將引用全部有效的月份，和 months[1:]操作等價(jià)；months[:]切片操作則是引用整個(gè)數(shù)組。讓我們分別定義表示第二季度和北方夏天月份的 slice，它們有重疊部分：

Q2 := months[4:7]
summer := months[6:9]
fmt.Println(Q2)     // ["April" "May" "June"]
fmt.Println(summer) // ["June" "July" "August"]

兩個(gè) slice 都包含了六月份。

append 函數(shù)

append 函數(shù)用于向 slice 追加元素：

var runes []rune
for _, r := range "Hello, 世界" {
    runes = append(runes, r)
}
fmt.Printf("%q\n", runes) // "['H' 'e' 'l' 'l' 'o' ',' ' ' '世' '界']"

為了提高內(nèi)存使用效率，新分配的數(shù)組一般略大于保存 x 和 y 所需要的最低大小。通過在每次擴(kuò)展數(shù)組時(shí)直接將長度翻倍從而避免了多次內(nèi)存分配，也確保了添加單個(gè)元素操作的平均時(shí)間是一個(gè)常數(shù)時(shí)間。這個(gè)程序演示了效果：

func main() {
    var x, y []int
    for i := 0; i < 10; i++ {
        y = appendInt(x, i)
        fmt.Printf("%d cap=%d\t%v\n", i, cap(y), y)
        x = y
    }
}

//每一次容量的變化都會(huì)導(dǎo)致重新分配內(nèi)存和copy操作：
0  cap=1    [0]
1  cap=2    [0 1]
2  cap=4    [0 1 2]
3  cap=4    [0 1 2 3]
4  cap=8    [0 1 2 3 4]
5  cap=8    [0 1 2 3 4 5]
6  cap=8    [0 1 2 3 4 5 6]
7  cap=8    [0 1 2 3 4 5 6 7]
8  cap=16   [0 1 2 3 4 5 6 7 8]
9  cap=16   [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

讓我們仔細(xì)查看 i=3 次的迭代。當(dāng)時(shí) x 包含了[0 1 2]三個(gè)元素，但是容量是 4，因此可以簡單將新的元素添加到末尾，不需要新的內(nèi)存分配。然后新的 y 的長度和容量都是 4，并且和 x 引用著相同的底層數(shù)組，如圖 4.2 所示。

在下一次迭代時(shí) i=4，現(xiàn)在沒有新的空余的空間了，因此 appendInt 函數(shù)分配一個(gè)容量為 8 的底層數(shù)組，將 x 的 4 個(gè)元素[0 1 2 3]復(fù)制到新空間的開頭，然后添加新的元素 i，新元素的值是 4。新的 y 的長度是 5，容量是 8；后面有 3 個(gè)空閑的位置，三次迭代都不需要分配新的空間。當(dāng)前迭代中，y 和 x 是對應(yīng)不同底層數(shù)組的 view。這次操作如圖 4.3 所示。