如何快速学习Go的切片和数组数据类型

Posted 2022-10-12

本文已收录​​如何快速学习Go的struct数据类型​​。涵盖php、javascript、Linux、Golang、mysql、Redis和开源工具等等相关内容。

什么是数组

数组是属于同一类型的元素的集合。例如，整数 5、8、9、79、76 的集合形成一个数组。Go 中不允许混合不同类型的值，例如，同时包含字符串和整数的数组。

声明数组

数组属于类型 。 表示数组中的元素数，并表示每个元素的类型。元素的数量也是类型的一部分（我们稍后将对此进行更详细的讨论。​​[n]TnTn​​

有不同的方法来声明数组。让我们一个接一个地看一下。

package main

import (  
    "fmt"
)


func main()   
    var a [3]int //int array with length 3
    fmt.Println(a)

var a [3]int 声明一个长度为 3 的整数数组。数组中的所有元素都将自动分配数组类型的零值。在这种情况下是一个整数数组，因此的所有元素都赋给 ，int 的零值。运行上述程序将打印​​a a 0​​

[0 0 0]

数组的索引从 开始，到 结束于 。让我们为上面的数组分配一些值。0 length - 1。

package main

import (  
    "fmt"
)


func main()   
    var a [3]int //int array with length 3
    a[0] = 12 // array index starts at 0
    a[1] = 78
    a[2] = 50
    fmt.Println(a)

a[0] 将值赋给数组的第一个元素。该程序将打印

[12 78 50]

让我们使用短语法声明创建相同的数组。

package main 

import (  
    "fmt"
)

func main() 
    // short hand declaration to create array
    a := [3]int12, 78, 50 
    fmt.Println(a)

上面的程序将打印相同的输出:

[12 78 50]

在短语法声明期间，不必为数组中的所有元素赋值。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    a := [3]int12 
    fmt.Println(a)

在上面的程序中，第 8 行声明了一个长度为 3 的数组，但只提供了一个值 。其余 2 个元素将自动指定。此程序将打印​​a := [3]int12 12 0​​

[12 0 0]

您甚至可以忽略声明中数组的长度，并将其替换为，并让编译器为您找到长度。这是在以下程序中完成的。​​...​​

package main

import (  
    "fmt"
)

func main() 
    // ... makes the compiler determine the length
    a := [...]int12, 78, 50 
    fmt.Println(a)

数组的大小是类型的一部分。因此 和 是不同的类型。因此，无法调整数组的大小。

package main

func main()   
    a := [3]int5, 78, 8
    var b [5]int
    b = a 
    //not possible since [3]int and [5]int are distinct types

在上面程序的第 6 行中，我们尝试将类型的变量分配给不允许的类型变量，因此编译器将打印以下错误:

./prog.go:6:7: cannot use a (type [3]int) as type [5]int in assignment

数组是值类型

Go 中的数组是值类型，而不是引用类型。这意味着，当它们被分配给新变量时，原始数组的副本将分配给新变量。如果对新变量进行了更改，它将不会反映在原始数组中。

package main

import "fmt"

func main()   
    a := [...]string"USA", "China", "India", "Germany", "France"
    b := a // a copy of a is assigned to b
    b[0] = "Singapore"
    fmt.Println("a is ", a)
    fmt.Println("b is ", b) 

上述代码将打印出如下内容：

a is [USA China India Germany France]  
b is [Singapore China India Germany France]

同样，当数组作为参数传递给函数时，它们按值传递，原始数组保持不变。

package main

import "fmt"

func changeLocal(num [5]int)   
    num[0] = 55
    fmt.Println("inside function ", num)


func main()   
    num := [...]int5, 6, 7, 8, 8
    fmt.Println("before passing to function ", num)
    changeLocal(num) //num is passed by value
    fmt.Println("after passing to function ", num)

在上面的第 13 行程序中，数组实际上是按值传递给函数的，因此不会因为函数调用而更改。该程序将打印:

before passing to function  [5 6 7 8 8]  
inside function  [55 6 7 8 8]  
after passing to function  [5 6 7 8 8]

数组的长度

通过将数组作为参数传递给函数(len)来找到数组的长度。

package main

import "fmt"

func main()   
    a := [...]float6467.7, 89.8, 21, 78
    fmt.Println("length of a is",len(a))

上述程序将打印：

length of a is 4

迭代数组

使用for可用于循环访问数组的元素。

package main

import "fmt"

func main()   
    a := [...]float6467.7, 89.8, 21, 78
    for i := 0; i < len(a); i++  //looping from 0 to the length of the array
        fmt.Printf("%d th element of a is %.2f\\n", i, a[i])
    

上面的程序使用循环来迭代数组的元素，从 index 到 。该程序有效并将打印:

0 th element of a is 67.70  
1 th element of a is 89.80  
2 th element of a is 21.00  
3 th element of a is 78.00

Go 提供了一种更好、更简洁的方式，通过使用循环的范围形式来迭代数组。 返回索引和该索引处的值。让我们使用范围重写上面的代码。我们还将找到数组中所有元素的总和。

package main

import "fmt"

func main()   
    a := [...]float6467.7, 89.8, 21, 78
    sum := float64(0)
    for i, v := range a //range returns both the index and value
        fmt.Printf("%d the element of a is %.2f\\n", i, v)
        sum += v
    
    fmt.Println("\\nsum of all elements of a",sum)

上述程序的第 8 行是 for 循环的范围形式。它将返回索引和该索引处的值。我们打印值，并计算数组中所有元素的总和。该程序的输出是:

0 the element of a is 67.70  
1 the element of a is 89.80  
2 the element of a is 21.00  
3 the element of a is 78.00

sum of all elements of a 256.5

如果您只想要该值并希望忽略索引，则可以通过将索引替换为空白标识符来执行此操作。​​_​​

for _, v := range a  //ignores index  

上面的 for 循环忽略了索引。同样，该值也可以忽略。

多维数组

到目前为止，我们创建的数组都是单维的。可以创建多维数组。

package main

import (  
    "fmt"
)

func printarray(a [3][2]string)   
    for _, v1 := range a 
        for _, v2 := range v1 
            fmt.Printf("%s ", v2)
        
        fmt.Printf("\\n")
    


func main()   
    a := [3][2]string
        "lion", "tiger",
        "cat", "dog",
        "pigeon", "peacock", //this comma is necessary. The compiler will complain if you omit this comma
    
    printarray(a)
    var b [3][2]string
    b[0][0] = "apple"
    b[0][1] = "samsung"
    b[1][0] = "microsoft"
    b[1][1] = "google"
    b[2][0] = "AT&T"
    b[2][1] = "T-Mobile"
    fmt.Printf("\\n")
    printarray(b)

在上面的程序的第 17 行中，使用短手语法声明了一个二维字符串数组。第 20 行末尾的逗号是必需的。这是因为词法分析器根据简单规则自动插入分号。如果您有兴趣了解有关为什么需要分号的更多信息，请阅读​​参考文章​​。另一个 2d 数组在第 23 行中声明，并为每个索引逐个添加字符串。这是初始化 2d 数组的另一种方法。

第 7 行中的函数使用两个 for 范围循环来打印 2d 数组的内容。以上程序将打印：

lion tiger  
cat dog  
pigeon peacock 

apple samsung  
microsoft google  
AT&T T-Mobile

数组就是这样。尽管数组似乎足够灵活，但它们具有固定长度的限制。不能增加数组的长度。这就是切片进入画面的地方。事实上，在 Go 中，切片比传统数组更常见。

切片

切片是数组顶部的方便、灵活且功能强大的包装器。切片本身不拥有任何数据。它们只是对现有数组的引用。

创建切片

具有 T 类型元素的切片由下式表示​​[]T​​。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    a := [5]int76, 77, 78, 79, 80
    var b []int = a[1:4] //creates a slice from a[1] to a[3]
    fmt.Println(b)

该语法从一个数组开始从一个索引到另一个索引创建一个切片。因此，在上面程序的第 9 行中，从索引 1 到 3 创建数组的切片表示形式。使用该表达式:​​a[start:end]​​。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main() 
    //creates and array and returns a slice reference
    c := []int6, 7, 8 
    fmt.Println(c)

在上面的函数的第 9 行中，创建一个包含 3 个整数的数组，并返回存储在 c 中的切片引用。

修改切片

切片不拥有自己的任何数据。它只是基础数组的表示形式。对切片所做的任何修改都将反映在基础数组中。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    darr := [...]int57, 89, 90, 82, 100, 78, 67, 69, 59
    dslice := darr[2:5]
    fmt.Println("array before",darr)
    for i := range dslice 
        dslice[i]++
    
    fmt.Println("array after",darr) 

在上面程序的第 9 行中，我们从数组的索引 2、3、4 创建。for 循环将这些索引中的值递增 1。当我们在for循环之后打印数组时，我们可以看到对切片的更改反映在数组中。程序的输出是:

array before [57 89 90 82 100 78 67 69 59]  
array after [57 89 91 83 101 78 67 69 59]

当多个切片共享同一个基础数组时，每个切片所做的更改将反映在数组中。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    numa := [3]int78, 79 ,80
    nums1 := numa[:] //creates a slice which contains all elements of the array
    nums2 := numa[:]
    fmt.Println("array before change 1",numa)
    nums1[0] = 100
    fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa)
    nums2[1] = 101
    fmt.Println("array after modification to slice nums2", numa)

在第 9 行中，缺少开始值和结束值。“开始”和“结束”的默认值分别为 和 。两个切片并共享同一个数组。程序的输出是:

array before change 1 [78 79 80]  
array after modification to slice nums1 [100 79 80]  
array after modification to slice nums2 [100 101 80]

从输出中可以清楚地看出，当切片共享同一个数组时。对切片所做的修改将反映在数组中。

切片长度和容量

切片的长度是切片中元素的数量。切片的容量是从创建切片的索引开始的基础数组中的元素数。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    fruitarray := [...]string"apple", "orange", "grape", "mango", "water melon", "pine apple", "chikoo"
    fruitslice := fruitarray[1:3]
    fmt.Printf("length of slice %d capacity %d", len(fruitslice), cap(fruitslice)) //length of fruitslice is 2 and capacity is 6

在上面的程序中，是从 的索引 1 和 2 创建的。因此，的长度为 2。

切片可以重新切片到其容量。超出此值的任何内容都将导致程序引发运行时错误。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    fruitarray := [...]string"apple", "orange", "grape", "mango", "water melon", "pine apple", "chikoo"
    fruitslice := fruitarray[1:3]
    fmt.Printf("length of slice %d capacity %d\\n", len(fruitslice), cap(fruitslice)) //length of is 2 and capacity is 6
    fruitslice = fruitslice[:cap(fruitslice)] //re-slicing furitslice till its capacity
    fmt.Println("After re-slicing length is",len(fruitslice), "and capacity is",cap(fruitslice))

在上述程序的第11行中，被重新切片到其容量。以上程序输出:

length of slice 2 capacity 6  
After re-slicing length is 6 and capacity is 6

使用make创建切片

生成切片可以使用make([]T, len, cap)来创建切片。[]T表示数据类型、len表示切片长度、cap表示切片容量。make 函数创建一个数组并返回对它的切片引用。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    i := make([]int, 5, 5)
    fmt.Println(i)

默认情况下，使用 make 创建切片时，这些值将清零。上述程序将输出 。​​[0 0 0 0 0]​​

切片追加

正如我们已经知道的那样，数组被限制为固定长度，并且它们的长度不能增加。切片是动态的，可以使用函数将新元素追加到切片中。追加函数的定义是 。​​append([]T, x...):[]T​​。返回的是一个新的切片。 x ...函数定义中的 T 表示函数接受参数 x 的可变数量的参数。这些类型的函数称为​​可变参数函数​​。

不过，有一个问题可能会困扰您。如果切片由数组支持，并且数组本身具有固定长度，那么切片如何具有动态长度。在引擎盖下发生的事情是，当新元素追加到切片时，将创建一个新数组。现有数组的元素将复制到此新数组，并返回此新数组的新切片引用。新切片的容量现在是旧切片的两倍。以下程序将使事情变得清晰。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    cars := []string"Ferrari", "Honda", "Ford"
    fmt.Println("cars:", cars, "has old length", len(cars), "and capacity", cap(cars)) //capacity of cars is 3
    cars = append(cars, "Toyota")
    fmt.Println("cars:", cars, "has new length", len(cars), "and capacity", cap(cars)) //capacity of cars is doubled to 6

在上面的程序中，容量最初为 3。我们将新元素附加到第 10 行中的汽车，并将 返回的切片再次分配给汽车。现在，汽车的容量翻了一番，变成了6辆。上述程序的输出是:

cars: [Ferrari Honda Ford] has old length 3 and capacity 3  
cars: [Ferrari Honda Ford Toyota] has new length 4 and capacity 6

切片类型的零值为 。切片的长度和容量为 0。可以使用追加函数将值追加到切片。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    var names []string //zero value of a slice is nil
    if names == nil 
        fmt.Println("slice is nil going to append")
        names = append(names, "John", "Sebastian", "Vinay")
        fmt.Println("names contents:",names)
    

在上面的程序中为 nil，我们已将 3 个字符串附加到 。程序的输出是:

slice is nil going to append  
names contents: [John Sebastian Vinay]

也可以使用运算符将一个切片追加到另一个切片。

package main

import (  
    "fmt"
)

func main()   
    veggies := []string"potatoes","tomatoes","brinjal"
    fruits := []string"oranges","apples"
    food := append(veggies, fruits...)
    fmt.Println("food:",food)

在上述程序的第 10 行中，通过附加到切片中。程序的输出是:

fruitsveggiesfood: [potatoes tomatoes brinjal oranges apples]

切片作为函数参数

可以将切片视为由结构类型在内部表示。

type slice struct   
    Length        int
    Capacity      int
    ZerothElement *byte

切片包含长度、容量和指向数组第零个元素的指针。将切片传递给函数时，即使它按值传递，指针变量也将引用相同的基础数组。因此，当切片作为参数传递给函数时，在函数内部所做的更改在函数外部也是可见的。让我们编写一个程序来检查一下。

package main

import (  
    "fmt"
)

func subtactOne(numbers []int)   
    for i := range numbers 
        numbers[i] -= 2
    


func main()   
    nos := []int8, 7, 6
    fmt.Println("slice before function call", nos)
    subtactOne(nos)                               //function modifies the slice
    fmt.Println("slice after function call", nos) //modifications are visible outside

上述程序第 17 行中的函数调用将切片的每个元素递减 2。在函数调用后打印切片时，这些更改是可见的。如果您还记得，这与数组不同，在数组中，对函数内部的数组所做的更改在函数外部不可见。上述程序的输出是

slice before function call [8 7 6]  
slice after function call [6 5 4]

多维切片

与数组类似，切片可以具有多个维度。

package main

import (  
    "fmt"
)


func main()   
     pls := [][]string 
            "C", "C++",
            "JavaScript",
            "Go", "Rust",
            
    for _, v1 := range pls 
        for _, v2 := range v1 
            fmt.Printf("%s ", v2)
        
        fmt.Printf("\\n")
    

输出的结果是：

C C++  
JavaScript  
Go Rust

切片保存对基础数组的引用。只要切片在内存中，就无法对数组进行垃圾回收。在内存管理方面，这可能会引起关注。让我们假设我们有一个非常大的数组，我们只对处理其中的一小部分感兴趣。从此以后，我们从该数组创建一个切片，并开始处理该切片。这里要注意的重要一点是，数组仍将在内存中，因为切片引用了它。

解决此问题的一种方法是使用 copy 函数来复制该切片。这样，我们可以使用新的切片，并且可以对原始数组进行垃圾回收。​​copy(dst, src []T):int​​。

package main

import (  
    "fmt"
)

func countries() []string   
    countries := []string"USA", "Singapore", "Germany", "India", "Australia"
    neededCountries := countries[:len(countries)-2]
    countriesCpy := make([]string, len(neededCountries))
    copy(countriesCpy, neededCountries) //copies neededCountries to countriesCpy
    return countriesCpy

func main()   
    countriesNeeded := countries()
    fmt.Println(countriesNeeded)

在上面程序的第 9 行中，创建一个禁止最后 2 个元素的切片。上述程序的第 11 行复制到下一行中的函数，并从中返回它。现在数组可以被垃圾回收，因为它不再被引用。