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4. Go语言之array、slice、map

array

array 就是数组,它的定义方式如下:

var arr [n]type

在 [n]type 中, n 表示数组的长度, type 表示存储元素的类型。对数组的操作和其它语言类似,都是通过 [] 来进行读取或赋值:

var arr [10]int //  声明了一个 int 类型的数组
arr[0] = 42 // 数组下标是从 0 开始的
arr[1] = 13 // 赋值操作
fmt.Printf("The first element is %d\n", arr[0]) // 获取数据,返回 42
fmt.Printf("The last element is %d\n", arr[9]) // 返回未赋值的最后一个元素,默认返回 0

由于长度也是数组类型的一部分,因此 [3]int 与 [4]int 是不同的类型,数组也就不能改变长度。数组之间的赋值是值的赋值,即当把一个数组作为参数传入函数的时候,传入的其实是该数组的副本,而不是它的指针。如果要使用指针,那么就需要用到后面介绍的 slice 类型了。

数组可以使用另一种 := 来声明

a := [3]int{1, 2, 3} //  声明了一个长度为 3 的 int 数组
b := [10]int{1, 2, 3} // 声明了一个长度为 10 的 int 数组,其中前三个元素初始化为 1 、 2 、 3 ,其它默认为 0
c := [...]int{4, 5, 6} // 可以省略长度而采用 `...` 的方式, Go 会自动根据元素个数来计算长度

也许你会说,我想数组里面的值还是数组,能实现吗?当然咯,Go支持嵌套数组,即多维数组。比如下面的代码就声明了一个二维数组:

//  声明了一个二维数组,该数组以两个数组作为元素,其中每个数组中又有 4 个 int 类型的元素
doubleArray := [2][4]int{[4]int{1, 2, 3, 4}, [4]int{5, 6, 7, 8}}

// 如果内部的元素和外部的一样,那么上面的声明可以简化,直接忽略内部的类型
easyArray := [2][4]int{{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}}

slice

在很多应用场景中,数组并不能满足我们的需求。在初始定义数组时,我们并不知道需要多大的数组,因此我们就需要“动态数组”。在Go里面这种数据结构叫 slice

slice 并不是真正意义上的动态数组,而是一个引用类型。 slice 总是指向一个底层 array , slice 的声明也可以像array 一样,只是不需要长度。

// 和声明 array 一样,只是少了长度
var fslice []int
// 接下来我们可以声明一个 slice ,并初始化数据,如下所示:
slice := []byte {'a', 'b', 'c', 'd'}

slice 可以从一个数组或一个已经存在的 slice 中再次声明。 slice 通过 array[i:j] 来获取,其中 i 是数组的开始 位置, j 是结束位置,但不包含 array[j] ,它的长度是 j-i 。

//  声明一个含有 10 个元素元素类型为 byte 的数组
var ar = [10]byte {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j'}
// 声明两个含有 byte 的 slice
var a, b []byte
// a 指向数组的第 3 个元素开始,并到第五个元素结束,
a = ar[2:5]
// 现在 a 含有的元素 : ar[2] 、 ar[3] 和 ar[4]
// b 是数组 ar 的另一个 slice
b = ar[3:5]
// b 的元素是: ar[3] 和 ar[4]

注意 slice 和数组在声明时的区别:声明数组时,方括号内写明了数组的长度或使用 … 自动计算长度,而声明 slice 时,方括号内没有任何字符。

slice有一些简便的操作

  • slice 的默认开始位置是0, ar[:n] 等价于 ar[0:n]
  • slice 的第二个序列默认是数组的长度, ar[n:] 等价于 ar[n:len(ar)]
  • 如果从一个数组里面直接获取 slice ,可以这样 ar[:] ,因为默认第一个序列是0,第二个是数组的长度,即等价于 ar[0:len(ar)]

下面这个例子展示了更多关于 slice 的操作:

//  声明一个数组
var array = [10]byte{'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j'}

// 声明两个 slice
var aSlice, bSlice []byte

// 演示一些简便操作
aSlice = array[:3] // 等价于 aSlice = array[0:3] aSlice 包含元素 : a,b,c
aSlice = array[5:] // 等价于 aSlice = array[5:10] aSlice 包含元素 : f,g,h,i,j
aSlice = array[:] // 等价于 aSlice = array[0:10] 这样 aSlice 包含了全部的元素

// 从 slice 中获取 slice
aSlice = array[3:7] // aSlice 包含元素 : d,e,f,g , len=4 , cap=7
bSlice = aSlice[1:3] // bSlice 包含 aSlice[1], aSlice[2] 也就是含有 : e,f
bSlice = aSlice[:3] // bSlice 包含 aSlice[0], aSlice[1], aSlice[2] 也就是含有 : d,e,f
bSlice = aSlice[0:5] // 对 slice 的 slice 可以在 cap 范围内扩展,此时 bSlice 包含: d,e,f,g,h
bSlice = aSlice[:] // bSlice 包含所有 aSlice 的元素 : d,e,f,g

slice 是引用类型,所以当引用改变其中元素的值时,其它的所有引用都会改变该值,例如上面的 aSlice 和bSlice ,如果修改了 aSlice 中元素的值,那么 bSlice 相对应的值也会改变。

从概念上面来说 slice 像一个结构体,这个结构体包含了三个元素: – 一个指针,指向数组中 slice 指定的开始位 置 – 长度,即 slice 的长度 – 最大长度,也就是 slice 开始位置到数组的最后位置的长度

Array_a := [10]byte{'a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'h', 'i', 'j'}
Slice_a := Array_a[2:5]

对于 slice 有几个有用的内置函数:

  • len 获取 slice 的长度
  • cap 获取 slice 的最大容量
  • append 向 slice 里面追加一个或者多个元素,然后返回一个和 slice 一样类型的 slice
  • copy 函数 copy 从源 slice 的 src 中复制元素到目标 dst ,并且返回复制的元素的个数

注: append 函数会改变 slice 所引用的数组的内容,从而影响到引用同一数组的其它 slice 。 但当 slice 中没有剩余空间(即 (cap-len) == 0 )时,此时将动态分配新的数组空间。返回的 slice 数组指针将指向这个空间,而原数组的内容将保持不变;其它引用此数组的 slice 则不受影响。

map

map 也就是Python中字典的概念,它的格式为 map[keyType]valueType 我们看下面的代码, map 的读取和设置也类似 slice 一样,通过 key 来操作,只是 slice 的 index 只能是`int`类型,而 map 多了很多类型,可以是 int ,可以是 string 及所有完全定义了 == 与 != 操作的类型。

//  声明一个 key 是字符串,值为 int 的字典 , 这种方式的声明需要在使用之前使用 make 初始化
var numbers map[string] int

//  另一种 map 的声明方式
numbers := make(map[string]int)
numbers["one"] = 1 // 赋值
numbers["ten"] = 10 // 赋值
numbers["three"] = 3
fmt.Println(" 第三个数字是 : ", numbers["three"]) //  读取数据
//  打印出来如 : 第三个数字是 : 3

这个 map 就像我们平常看到的表格一样,左边列是 key ,右边列是值 使用map过程中需要注意的几点:

  • map 是无序的,每次打印出来的 map 都会不一样,它不能通过 index 获取,而必须通过 key 获取
  • map 的长度是不固定的,也就是和 slice 一样,也是一种引用类型
  • 内置的 len 函数同样适用于map ,返回map 拥有的 key 的数量
  • map 的值可以很方便的修改,通过 numbers[“one”]=11 可以很容易的把key为one 的字典值改为 11

map 的初始化可以通过 key:val 的方式初始化值,同时 map 内置有判断是否存在 key 的方式

通过 delete 删除 map 的元素:

//  初始化一个字典
rating := map[string]float32 {"C":5, "Go":4.5, "Python":4.5, "C++":2 }

// map 有两个返回值,第二个返回值,如果不存在 key ,那么 ok 为 false ,如果存在 ok 为 true
csharpRating, ok := rating["C#"]
if ok {
	fmt.Println("C# is in the map and its rating is ", csharpRating)
} else {
	fmt.Println("We have no rating associated with C# in the map")
}
delete(rating, "C") //  删除 key 为 C 的元素

上面说过了, map 也是一种引用类型,如果两个 map 同时指向一个底层,那么一个改变,另一个也相应的改变:

m := make(map[string]string)
m["Hello"] = "Bonjour"
m1 := m
m1["Hello"] = "Salut" //  现在 m["hello"] 的值已经是 Salut 了

make、new操作

make 用于内建类型( map 、 slice 和 channel )的内存分配。 new 用于各种类型的内存分配。

内建函数 new 本质上说跟其它语言中的同名函数功能一样: new(T) 分配了零值填充的 T 类型的内存空间,并且返回其地址,即一个 *T 类型的值。用Go的术语说,它返回了一个指针,指向新分配的类型 T 的零值。有一点非常重要:new 返回指针。 内建函数 make(T, args) 与 new(T) 有着不同的功能,make只能创建 slice 、 map 和 channel ,并且返回一个有初始值(非零)的 T 类型,而不是 *T 。本质来讲,导致这三个类型有所不同的原因是指向数据结构的引用在使用前必须被初始化。例如,一个 slice ,是一个包含指向数据(内部 array )的指针、长度和容量的三项描述符;在这些项目被初始化之前, slice 为 nil 。对于 slice 、 map 和 channel 来说, make 初始化了内部的数据结构,填充适当的值。

make 返回初始化后的(非零)值。

关于“零值”,所指并非是空值,而是一种“变量未填充前”的默认值,通常为0。 此处罗列 部分类型 的 “零值”

int 0
int8 0
int32 0
int64 0
uint 0x0
rune 0 //rune 的实际类型是 int32
byte 0x0 // byte 的实际类型是 uint8
float32 0 // 长度为 4 byte
float64 0 // 长度为 8 byte
bool false
string ""

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