在 Go 中创建 2D 切片的简洁方法是啥？

Posted 2023-02-23

【中文标题】在 Go 中创建 2D 切片的简洁方法是啥？

【英文标题】：What is a concise way to create a 2D slice in Go?在 Go 中创建 2D 切片的简洁方法是什么？

【发布时间】：2017-02-09 19:39:59

【问题描述】：

我正在通过 A Tour of Go 学习 Go。那里的一个练习要求我创建一个包含uint8 的dy 行和dx 列的二维切片。我目前可行的方法是：

a:= make([][]uint8, dy)       // initialize a slice of dy slices
for i:=0;i<dy;i++ 
    a[i] = make([]uint8, dx)  // initialize a slice of dx unit8 in each of dy slices

我认为遍历每个切片来初始化它太冗长了。如果切片有更多维度，代码就会变得笨拙。有没有一种简洁的方法可以在 Go 中初始化 2D（或 n 维）切片？

【参考方案1】：

没有更简洁的方式，你所做的是“正确”的方式；因为切片总是一维的，但可以组合起来构造更高维的对象。有关详细信息，请参阅此问题：Go: How is two dimensional array's memory representation。

您可以简化的一件事是使用for range 构造：

a := make([][]uint8, dy)
for i := range a 
    a[i] = make([]uint8, dx)

另请注意，如果您使用 composite literal 初始化切片，您将“免费”获得此信息，例如：

a := [][]uint8
    0, 1, 2, 3,
    4, 5, 6, 7,

fmt.Println(a) // Output is [[0 1 2 3] [4 5 6 7]]

是的，这有其局限性，因为您似乎必须枚举所有元素；但是有一些技巧，即您不必枚举所有值，只需枚举不是切片元素类型的zero values 的值。有关这方面的更多详细信息，请参阅Keyed items in golang array initialization。

例如，如果您想要一个前 10 个元素为零的切片，然后跟随 1 和 2，则可以这样创建：

b := []uint10: 1, 2
fmt.Println(b) // Prints [0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2]

另请注意，如果您使用arrays 而不是slices，则可以很容易地创建它：

c := [5][5]uint8
fmt.Println(c)

输出是：

[[0 0 0 0 0] [0 0 0 0 0] [0 0 0 0 0] [0 0 0 0 0] [0 0 0 0 0]]

对于数组，您不必遍历“外部”数组并初始化“内部”数组，因为数组不是描述符而是值。有关详细信息，请参阅博客文章 Arrays, slices (and strings): The mechanics of 'append'。

试试Go Playground上的例子。

【讨论】：

由于使用数组可以简化代码，我想这样做。如何在结构中指定它？当我尝试将数组分配给我猜我告诉 Go 是一个切片时，我得到 cannot use [5][2]string literal (type [5][2]string) as type [][]string in field value。

自己想出来，并编辑了答案以添加信息。

@EricLindsey 虽然您的编辑很好，但我仍然会拒绝它，因为我不想仅仅因为初始化更容易而鼓励使用数组。在 Go 中，数组是次要的，切片是要走的路。详情见What is the fastest way to append one array to another in Go?数组也有自己的位置，详情见Why have arrays in Go?

很公平，但我相信这些信息仍然有价值。我试图用我的编辑来解释的是，如果您需要对象之间不同尺寸的灵活性，那么切片就是要走的路。另一方面，如果您的信息结构严格并且始终相同，那么数组不仅更容易初始化，而且效率更高。我该如何改进编辑？

@EricLindsey 我看到您进行了另一个已被其他人拒绝的编辑。在您的编辑中，您说使用数组来更快地访问元素。请注意，Go 优化了很多东西，但情况可能并非如此，切片可能同样快。详情请见Array vs Slice: accessing speed。

【参考方案2】：

有两种方法可以使用切片来创建矩阵。让我们来看看它们之间的区别。

第一种方法：

matrix := make([][]int, n)
for i := 0; i < n; i++ 
    matrix[i] = make([]int, m)

第二种方法：

matrix := make([][]int, n)
rows := make([]int, n*m)
for i := 0; i < n; i++ 
    matrix[i] = rows[i*m : (i+1)*m]

关于第一种方法，进行连续的make 调用并不能确保您最终会得到一个连续的矩阵，因此您可能会将矩阵划分到内存中。让我们考虑一个可能导致这种情况的两个 Go 例程的示例：

例程#0 运行make([][]int, n) 为matrix 分配内存，从0x000 到0x07F 获得一块内存。 然后，它开始循环并执行第一行make([]int, m)，从 0x080 到 0x0FF。 在第二次迭代中，它被调度程序抢占。 调度程序将处理器交给例程#1 并开始运行。这个也使用make（出于自己的目的）并从 0x100 到 0x17F（就在例程 #0 的第一行旁边）。 一段时间后，它被抢占，例程 #0 再次开始运行。 它执行与第二次循环迭代相对应的make([]int, m)，并为第二行从 0x180 获取到 0x1FF。至此，我们已经得到了两个分开的行。

使用第二种方法，例程执行make([]int, n*m) 以获取分配在单个切片中的所有矩阵，确保连续性。之后，需要一个循环来更新矩阵指针，指向每一行对应的子切片。

您可以使用Go Playground 中显示的代码来查看使用这两种方法分配的内存的差异。请注意，我使用runtime.Gosched() 只是为了让处理器和强制调度程序切换到另一个例程。

使用哪一个？想象一下第一种方法的最坏情况，即每一行在内存中不是另一行的下一个。然后，如果您的程序遍历矩阵元素（以读取或写入它们），与第二种方法相比，由于数据局部性更差，可能会有更多的缓存未命中（因此延迟更高）。另一方面，使用第二种方法可能无法为矩阵分配一块内存，因为内存碎片（块遍布内存），即使理论上可能有足够的空闲内存。 .

因此，除非存在大量内存碎片并且要分配的矩阵足够大，否则您总是希望使用第二种方法来利用数据局部性。

【讨论】：

golang.org/doc/effective_go.html#slices 展示了一种利用切片原生语法来执行连续内存技术的巧妙方法（例如，无需使用 (i+1)*m 之类的表达式显式计算切片边界）

【参考方案3】：

这里有一个简单的方法：

value := [][]string[]string"A1","A2", []string"B1", "B2"

PS.：您可以将“字符串”更改为您在切片中使用的元素类型。