Go语言开发Go语言内置容器

Posted 2020-11-18

Go语言开发（三）、Go语言内置容器

一、Go语言数组

1、Go语言数组简介

Go语言提供了数组类型的数据结构。
数组是具有相同唯一类型的一组已编号且长度固定的数据项序列，类型可以是任意的原始类型例如×××、字符串或者自定义类型。
相对于去声明number0, number1, ..., and number99的变量，使用数组形式numbers[0], numbers[1] ..., numbers[99]更加方便且易于扩展。
数组元素可以通过索引（位置）来读取（或者修改），索引从0开始，第一个元素索引为 0，第二个索引为 1，以此类推。

2、Go语言数组声明

Go 语言数组声明需要指定元素类型及元素个数，语法格式如下：
var variable_name [SIZE] variable_type
以上为一维数组的定义方式。数组长度必须是整数且大于0。例如以下定义了数组balance长度为10类型为float32：
var balance [10] float32

3、Go语言数组初始化

var balance = [5]float32{1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}
初始化数组中{}中的元素个数不能大于[]中的数字。
如果忽略[]中的数字不设置数组大小，Go语言会根据元素的个数来设置数组的大小：
var balance = [...]float32{1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0}
该实例与上面的实例是一样的，虽然没有设置数组的大小。
balance[4] = 50.0
以上实例读取了第五个元素。数组元素可以通过索引（位置）来读取（或者修改），索引从0开始，第一个元素索引为0，第二个索引为1，以此类推。

4、Go数组元素访问

数组元素可以通过索引（位置）来读取。格式为数组名后加中括号，中括号中为索引的值。例如：
var salary float32 = balance[9]
以上实例读取了数组balance第10个元素的值。
以下演示了数组完整操作（声明、赋值、访问）的实例：

package main

import "fmt"

func main() {
   var n [10]int /* n 是一个长度为 10 的数组 */
   var i,j int

   /* 为数组 n 初始化元素 */
   for i = 0; i < 10; i++ {
      n[i] = i + 100 /* 设置元素为 i + 100 */
   }

   /* 输出每个数组元素的值 */
   for j = 0; j < 10; j++ {
      fmt.Printf("Element[%d] = %d
", j, n[j] )
   }
}

5、Go语言多维数组简介

Go 语言支持多维数组，以下为常用的多维数组声明方式：
var variable_name [SIZE1][SIZE2]...[SIZEN] variable_type
以下实例声明了三维的整型数组：
var threedim [5][10][4]int

6、Go语言二维数组声明

二维数组是最简单的多维数组，二维数组本质上是由一维数组组成的。二维数组定义方式如下：
var arrayName [ x ][ y ] variable_type
variable_type为Go语言的数据类型，arrayName为数组名，二维数组可认为是一个表格，x为行，y为列，下图演示了一个二维数组a为三行四列：

二维数组中的元素可通过a[ i ][ j ]来访问。
初始化二维数组
多维数组可通过大括号来初始值。以下实例为一个3行4列的二维数组：

a = [3][4]int{
{0, 1, 2, 3} ,   /*  第一行索引为 0 */
{4, 5, 6, 7} ,   /*  第二行索引为 1 */
{8, 9, 10, 11}   /*  第三行索引为 2 */
}

访问二维数组
二维数组通过指定坐标来访问。如数组中的行索引与列索引，例如：
int val = a[2][3]
二维数组可以使用循环嵌套来输出元素：

package main

import "fmt"

func main() {
   /* 数组 - 5 行 2 列*/
   var a = [5][2]int{ {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}}
   var i, j int

   /* 输出数组元素 */
   for  i = 0; i < 5; i++ {
      for j = 0; j < 2; j++ {
         fmt.Printf("a[%d][%d] = %d
", i,j, a[i][j] )
      }
   }
}

7、数组参数传递

如果向函数传递数组参数，需要在函数定义时，声明形参为数组。数组参数传递为值传递，如果要在函数内部修改数组的元素的值，需要传递数组指针。通常，函数的数组参数的声明有两种方式：
A、形参指定数组大小

func sum(arr [5] int, size int) int{
   var c int = 0
   var i int
   for i = 0; i < size;i++{
      c += arr[i]
   }
   return c
}

B、形参不指定数组大小

 func getAverage(arr []int,size int) float32 {
   var i int
   var avg float32
   var sum int

   for i = 0; i < size; i++{
      sum += arr[i]
   }
   avg = float32(sum / size)
   return avg;
}

数组使用实例：

package main

import "fmt"

func getAverage(arr []int,size int) float32 {
   var i int
   var avg float32
   var sum int

   for i = 0; i < size; i++{
      sum += arr[i]
   }
   avg = float32(sum / size)
   return avg;
}

func sum(arr [5] int, size int) int{
   var c int = 0
   var i int
   for i = 0; i < size;i++{
      c += arr[i]
   }
   return c
}

func main() {
   var a [] int
   a = []int{1,2,6,90}
   var c float32
   c = getAverage(a,4)
   fmt.Println(c)

   var b [5] int
   b = [5]int{1,2,3,4,5}
   var d int = sum(b,5)
   fmt.Println(d)
}

二、Go语言切片

1、切片定义

Go语言切片是对数组的抽象。
由于Go数组的长度不可改变，Go中提供了一种灵活、功能强悍的内置类型切片("动态数组")，切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大。
可以声明一个未指定大小的数组来定义切片：
var identifier []type
使用make()函数来创建切片：
var slice1 []type = make([]type, len)
可以指定容量，其中capacity为可选参数。
make([]T, length, capacity)
len是数组的长度并且也是切片的初始长度。

2、切片初始化

s :=[] int {1,2,3 }
直接初始化切片，[]表示是切片类型，{1,2,3}初始化值依次是1,2,3，cap=len=3
s := arr[:]
使用数组arr的引用初始化切片s
s := arr[startIndex:endIndex]
将arr中从下标startIndex到endIndex-1下的元素创建为一个新的切片
s := arr[startIndex:]
缺省endIndex时将表示一直到arr的最后一个元素
s := arr[:endIndex]
缺省startIndex时将表示从arr的第一个元素开始
s1 := s[startIndex:endIndex]
通过切片s初始化切片s1
s :=make([]int,len,cap)
通过内置函数make()初始化切片s，[]int标识为其元素类型为int的切片

3、切片操作

切片是可索引的，并且可以由len()方法获取长度。
切片提供了计算容量的方法cap()可以测量切片最长可以达到多少。

package main

import "fmt"

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v
",len(x),cap(x),x)
}

func main() {
   var slice1 [] int
   var slice2 [] int = make([]int, 6)
   slice1 = []int{1,2,3,4}
   slice2 = []int{1,2,3}
   printSlice(slice1)
   printSlice(slice2)

   s :=[] int {1,2,3 }
   fmt.Println(s)
}

4、nil切片

切片在未初始化前默认为nil，长度为0。

package main

import "fmt"

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v
",len(x),cap(x),x)
}

func main() {
   var slice1 [] int
   printSlice(slice1)
   if slice1 == nil{
      fmt.Println("slice1 is nil")
   }
  }

5、切片截取

可以通过设置下限及上限来设置截取切片[lower-bound:upper-bound]。

package main

import "fmt"

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v
",len(x),cap(x),x)
}

func main() {
   //创建切片
   numbers := []int{0,1,2,3,4,5,6,7,8}
   printSlice(numbers)

   //打印原始切片
   fmt.Println("numbers ==", numbers)

   //打印子切片从索引1(包含) 到索引4(不包含)
   fmt.Println("numbers[1:4] ==", numbers[1:4])

   //默认下限为0
   fmt.Println("numbers[:3] ==", numbers[:3])

   //默认上限为 len(s)
   fmt.Println("numbers[4:] ==", numbers[4:])

   numbers1 := make([]int,0,5)
   printSlice(numbers1)

   //打印子切片从索引0(包含)到索引2(不包含)
   number2 := numbers[:2]
   printSlice(number2)

   //打印子切片从索引2(包含)到索引5(不包含)
   number3 := numbers[2:5]
   printSlice(number3)
}

6、切片的本质

切片在本质上是数组的视图。切片是一个数组片段的描述，包含了指向数组的指针、片段的长度和容量（片段的最大长度）。切片与底层数组的关系如下：

切片的内部实现如下：

切片内部包含一个指向底层数组的某个位置的指针、切片长度信息、切片容量信息。
slice可以向后扩展，不可以向前扩展。
s[i]方式对切片数据进行引用不可以超越len(s)，向后扩展不可以超越底层数组cap(s)。

package main

import "fmt"

func sliceExtend(){
   //定义数组
   arr := [...]int{0,1,2,3,4,5,6,7}
   s1 := arr[2:6]
   s2 := s1[3:5]
   s3 := arr[2:]
   s4 := arr[:6]
   s5 := arr[:]
   printSlice(s1)//len=4 cap=8 slice=[2 3 4 5]
   printSlice(s2)//len=2 cap=5 slice=[5 6]
   printSlice(s3)//len=8 cap=8 slice=[2 3 4 5 6 7]
   printSlice(s4)//len=6 cap=10 slice=[0 1 2 3 4 5]
   printSlice(s5)//len=10 cap=10 slice=[0 1 2 3 4 5 6 7]

   //对切片中数据进行修改，底层数组数据也被修改
   s1[0] = 100
   printSlice(s1)//len=4 cap=8 slice=[100 3 4 5]
   printSlice(s5)//len=10 cap=10 slice=[0 1 100 3 4 5 6 7]
   fmt.Println(arr)//[0 1 100 3 4 5 6 7]
   s1 = s1[2:6]
   printSlice(s1)//len=4 cap=6 slice=[4 5 6 7]
   //切片不能引用底层数组范围外的数据
   //printSlice(s1[2:9])//报错
}

func main() {

   sliceExtend()
}

7、切片追加和拷贝

如果想增加切片的容量，必须创建一个新的更大的切片并把原分片的内容都拷贝过来。
append()函数可以相一个切片追加一个或多个元素。
copy(dest,src)函数可以将dest切片拷贝到src切片。
追加元素时，如果切片超越了cap，系统会为切片分配一个更大的底层数组，每次需要重新分配底层数组时，底层数组的容量会翻倍增长。

package main

import "fmt"

func sliceOperate() {

   var numbers = [3]int{0,1}//数组
   s1 := numbers[1:]//切片
   s1[0] = 101//修改切片的元素的值
   printSlice(s1)//len=2 cap=2 slice=[101 0]
   fmt.Println(numbers)//[0 101 0]

   //向切片追加一个元素
   s1 = append(s1, 2)
   printSlice(s1)//len=3 cap=4 slice=[101 0 2]

   //向切片添加一个元素，已经超越cap，系统会为切片分配更大的底层数组
   s1 = append(s1, 3)
   printSlice(s1)//len=4 cap=4 slice=[101 0 2 3]
   fmt.Println(numbers)//[0 101 0]

   //同时添加多个元素，系统为切片分配新的底层数组
   s1 = append(s1, 4,5,6)
   printSlice(s1)//len=7 cap=8 slice=[101 0 2 3 4 5 6]
   fmt.Println(numbers)//[0 101 0]

   //创建切片numbers1,len与numbers切片相同，cap为2倍
   s2 := make([]int, len(s1), (cap(s1))*2)

   //拷贝numbers的内容到numbers1
   copy(s2,s1)
   printSlice(s2)//len=7 cap=16 slice=[101 0 2 3 4 5 6]

//将s2中的0删除
    s2 = append(s2[0:1], s2[2:]...)
    printSlice(s2)//len=6 cap=16 slice=[101 2 3 4 5 6]

//删除第一个元素
   front := s2[0]
   fmt.Println(front)//101
   s3 := s2[1:]
   printSlice(s3)//len=5 cap=15 slice=[2 3 4 5 6]

   //删除最后一个元素
   tail := s2[len(s2)-1]
   s4 := s2[:len(s2) - 1]
   fmt.Println(tail)//6
   printSlice(s4)//len=5 cap=16 slice=[101 2 3 4 5]

}

func main() {

   sliceOperate()
}

三、Go语言Map

1、Go语言Map简介

Ma是一种无序的键值对的集合。Map最重要的一点是通过key来快速检索数据。
Map是一种集合，可以对其进行迭代。Map使用hash表来实现，Map是无序的，无法决定返回顺序。

2、Go语言Map定义

可以使用内建函数make，也可以使用map关键字来定义Map:

//声明变量，默认map是nil
var map_variable map[key_data_type]value_data_type
//使用make函数
map_variable := make(map[key_data_type]value_data_type)

如果不初始化map，会创建一个nil的map。nil的map不能用来存放键值对。

//map集合创建
var countryCapitalMap map[string]string//countryCapitalMap==nil
countryCapitalMap = make(map[string]string)//countryCapitalMap == empty map

3、Go语言Map操作

获取元素：map[key]
key不存在时，获得value类型的初始值。
用value,ok := map[key]来判断是否存在key。
使用range遍历key，遍历key,value对，遍历不保证顺序。
使用len获得map的元素个数.
map使用哈希表，必须可以比较相等。
除了slice、map、function的内置类型都可以作为key。struct类型如果不包含slice、map、func字段可以作为key。
delete()函数用于删除集合的元素, 参数为map和其对应的key。

package main

import "fmt"

func mapDemo(){
   //map集合创建
   var countryCapitalMap map[string]string
   countryCapitalMap = make(map[string]string)

   //map插入key-value对
   countryCapitalMap["France"] = "Paris"
   countryCapitalMap["Italy"] = "罗马"
   countryCapitalMap["Japan"] = "东京"
   countryCapitalMap["India"] = "新德里"
   //map值的修改
   countryCapitalMap["France"] = "巴黎"

   //输出国家首都信息
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println(country, "首都是", countryCapitalMap [country])
   }

   //查看元素在集合中是否存在
   captial, ok := countryCapitalMap["美国"]
   //如果确定是真实的,则存在,否则不存在
   if (ok) {
      fmt.Println("美国的首都是", captial)
   } else {
      fmt.Println("美国的首都不存在")
   }
}

func deleteMap(){
   //创建map
   countryCapitalMap := map[string]string{"France": "Paris", "Italy": "Rome", "Japan": "Tokyo", "India": "New delhi"}

   fmt.Println("原始地图")

   //打印地图
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println(country, "首都是", countryCapitalMap [ country ])
   }

   //删除元素
   delete(countryCapitalMap, "France")
   fmt.Println("法国条目被删除")

   fmt.Println("删除元素后地图")

   //打印地图
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println(country, "首都是", countryCapitalMap [ country ])
   }
}

func main() {
   mapDemo()
   deleteMap()
}

四、Go语言range

1、range简介

Go语言中range关键字用于for循环中迭代数组(array)、切片(slice)、通道(channel)或集合(map)的元素。在数组和切片中，range返回元素的索引和索引对应的值，在集合中返回key-value对的key值。

2、rang使用实例

package main

import "fmt"

func rangeDemo(){
   //使用range遍历切片
   nums := []int{2, 3, 4}
   sum := 0
   //返回的切片的索引可以省略
   for _, num := range nums {
      sum += num
   }
   fmt.Println("sum:", sum)

   //在切片上使用range,返回index和值
   for i, num := range nums {
      if num == 3 {
         fmt.Println("index:", i)
      }
   }
   fmt.Println(sum)

   //使用range迭代map
   kvs := map[string]string{"a": "apple", "b": "banana"}
   for k, v := range kvs {
      fmt.Printf("%s -> %s
", k, v)
   }

   //使用range遍历Unicode字符串，返回字符的索引与字符（Unicode的值）本身
   for i, c := range "go" {
      fmt.Println(i, c)
   }
}

func main() {
   rangeDemo()
   a := map[int]string{1:"hello",2:"world"}
   for k,v := range a{
   fmt.Println(k,v)
}
}