C++-Golang的数组类型异同

Posted 2022-01-21 jo3yzhu

1. 本文章的必要性

C++的存在像一把瑞士军刀，继承了C语言的设计理念——“充分相信程序员”，几乎将所有的底层细节都暴露在外，程序员可以自由控制。在最近详细学习Golang的过程中，发现Golang中的常用结构的设计理念与C++截然不同，为许多常用的操作都提供了语言设计者所认为的“最佳实践”。本文章仅讨论Golang中数组和切片。

2. Golang数组 和 C++数组（Array）

例子

C++ version

// const常量长度初始化
// 显然非常量无法作为初始化的长度，因为编译器在编译期无法确定要为此数组分配的内存长度
const int len = 10;
int cpp_arr[len];

// 初始化赋值
int cpp_arr[] = 1, 2, 3, 4, 5;

Golang version

// const常量长度初始化
// 显然非常量无法作为初始化的长度，理由同上
const len := 10
var golang_arr [len]int

// 初始化赋值
golang_arr := [...]int1, 2, 3, 4, 5

// Golang额外提供了语法，用于初始化数组为同一元素
// 将golang_arr初始化为具有100个元素-1的数组
golang_arr := [...]int100:-1

内存模型

两者一样，都是线性的内存结构。数组的本质，即为编译器在编译期在数据段分配常量长度的内存，再填充上指定的数据。从这方面很容易理解，两者的数组的长度是不容许修改的。

参数传递

C++ version
C++的数组传参都只能靠指针
但对于指针的移动偏移无任何限制，只能靠程序员手动管理，如果读写越界，可能会破坏堆栈

int passArray(int arr[])

    // 合法
    arr[0] = 0;   
    // 不合法！可能会破坏进程地址空间中的内存布局
    arr[-1000] = 0;


int main()

    int arr[] = 1, 2, 3, 4, 5;
    passArray(&arr[0]);
    return 0;

golang version

// 通过改变ptr的指向，将ptr所指的内存置为空
// 原来的内存，GC可通过引用计数探测，将其释放
func passArrayByPointer(ptr *[32]int) 
  *ptr = [32]int


// 无效，只是对拷贝进行了一次赋值
func passArrayByValue(arr [32]int) 
    arr = [32]int

• Golang对C++传递数组进行了限制和优化，将数组类型作为函数的形参时，必须显式的指定该数组的长度。在编译期，编译器也会对传入数组的长度与声明的长度进行比对，如果不相等则无法编译通过。

• 和其他高级语言不同（比如Java），语言中内置的类型有的为引用类型（在作为函数参数时直接传递引用），有的为值类型（在作为函数参数时传递一份拷贝），Golang在这方面引入了指针，可以自由控制给函数传递的数组是拷贝，还是指针（这是传参时，与C++最大的不同）

  总结

  异

1. 语法格式不同（废话）
2. 作为参数传递时，长度Golang有严格的长度检查机制，防止写坏内存

3. Golang中的数组是值语义，数组名即代表整个数组，而不像C/C++隐含为第一个元素的地址

   同

4. 内存布局一致

5. 分配特性一致，即数组长度在编译期即确定，无法改变