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復合數據類型：數組和切片Slice

公司 Tony 老師這兩天請假，找來了他的好朋友 Kevin 頂班，這兩個人的風格真是相差十萬八千里。

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Tony 性格緩慢，手法輕柔。到底有多輕呢?洗頭發(fā)的時候我都懷疑他是不是怕把我頭發(fā)弄濕。

Kevin 則完全不同，嗓音洪亮，風風火火。說是洗頭發(fā)，但我感覺他就是在扇我腦袋。眼前水花四濺，霧氣繚繞，仿佛都能看見彩虹。

理發(fā)的小感受，夸張了點兒。

經過上一篇的學習，對 Go 應該已經越來越有感覺了，今天來點更高級的內容：復雜數據類型。

本篇主要介紹數組和切片 slice，開整～

數組

數組有兩個特點：

  • 固定長度
  • 元素類型相同

正是因為其長度固定，所以相比于切片，在開發(fā)過程中用的是比較少的。但數組是切片的基礎，理解了數組，再學習切片就容易多了。

聲明和初始化

聲明一個長度是 3，元素類型是 int 的數組。通過索引來訪問數組元素，索引從 0 到數組長度減 1，內置函數 len 可以獲取數組長度。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. var a [3]int
    2. 
  
  
  
  
  2. // 輸出數組第一個元素
    3. 
  
  
  
  
  3. fmt.Println(a[0]) // 0
    4. 
  
  
  
  
  4. // 輸出數組長度
    5. 
  
  
  
  
  5. fmt.Println(len(a)) // 3
    6.

數組初始值為元素類型零值，也可以用數組字面量初始化數組。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 數組字面量初始化
    2. 
  
  
  
  
  2. var b [3]int = [3]int{1, 2, 3}
    3. 
  
  
  
  
  3. var c [3]int = [3]int{1, 2}
    4. 
  
  
  
  
  4. fmt.Println(b)    // [1 2 3]
    5. 
  
  
  
  
  5. fmt.Println(c[2]) // 0
    6.

如果沒有顯示指定數組長度，而是用 ...，那么數組長度由實際的元素數量決定。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 使用 ...
    2. 
  
  
  
  
  2. d := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}
    3. 
  
  
  
  
  3. fmt.Printf("%T\n", d) // [5]int
    4.

還可以指定索引位置來初始化，如果沒有指定數組長度，則長度由索引來決定。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 指定索引位置初始化
    2. 
  
  
  
  
  2. e := [4]int{5, 2: 10}
    3. 
  
  
  
  
  3. f := [...]int{2, 4: 6}
    4. 
  
  
  
  
  4. fmt.Println(e) // [5 0 10 0]
    5. 
  
  
  
  
  5. fmt.Println(f) // [2 0 0 0 6]
    6.

多維數組

多維數組的聲明和初始化同理，這里以二維數組來舉例說明，有一點需要注意，多維數組僅第一維允許使用 ...。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 二維數組
    2. 
  
  
  
  
  2. var g [4][2]int
    3. 
  
  
  
  
  3. h := [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}
    4. 
  
  
  
  
  4. // 聲明并初始化外層數組中索引為 1 和 3 的元素
    5. 
  
  
  
  
  5. i := [4][2]int{1: {20, 21}, 3: {40, 41}}
    6. 
  
  
  
  
  6. // 聲明并初始化外層數組和內層數組的單個元素
    7. 
  
  
  
  
  7. j := [...][2]int{1: {0: 20}, 3: {1: 41}}
    8. 
  
  
  
  
  8. fmt.Println(g, h, i, j)
    9.

使用數組

只要數組元素是可比較的，那么數組就是可比較的，而且數組長度也是數組類型的一部分。

所以 [3]int 和 [4]int 是兩種不同的類型。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 數組比較
    2. 
  
  
  
  
  2. a1 := [2]int{1, 2}
    3. 
  
  
  
  
  3. a2 := [...]int{1, 2}
    4. 
  
  
  
  
  4. a3 := [2]int{1, 3}
    5. 
  
  
  
  
  5. // a4 := [3]int{1, 2}
    6. 
  
  
  
  
  6. fmt.Println(a1 == a2, a1 == a3, a2 == a3) // true false false
    7. 
  
  
  
  
  7. // fmt.Println(a1 == a4)                     // invalid operation: a1 == a4 (mismatched types [2]int and [3]int)
    8.

數組遍歷：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 數組遍歷
    2. 
  
  
  
  
  2. for i, n := range e {
    3. 
  
  
  
  
  3.     fmt.Println(i, n)
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5.

值類型

Go 數組是值類型，賦值和傳參都會復制整個數組。

從輸出結果可以看出來，內容都是相同的，但地址不同。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package main
    2. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. import "fmt"
    4. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5. func main() {
    6. 
  
  
  
  
  6.     // 數組復制
    7. 
  
  
  
  
  7.     x := [2]int{10, 20}
    8. 
  
  
  
  
  8.     y := x
    9. 
  
  
  
  
  9.     fmt.Printf("x: %p, %v\n", &x, x) // x: 0xc00012e020, [10 20]
    10. 
  
  
  
  
  10.     fmt.Printf("y: %p, %v\n", &y, y) // y: 0xc00012e030, [10 20]
    11. 
  
  
  
  
  11.     test(x)
    12. 
  
  
  
  
  12. }
    13. 
  
  
  
  
  13. 
  
  
  
  
  14. func test(a [2]int) {
    15. 
  
  
  
  
  15.     fmt.Printf("a: %p, %v\n", &a, a) // a: 0xc00012e060, [10 20]
    16. 
  
  
  
  
  16. }
    17.

再來看看函數傳參的情況：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package main
    2. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. import "fmt"
    4. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5. func main() {
    6. 
  
  
  
  
  6.     x := [2]int{10, 20}
    7. 
  
  
  
  
  7. 
  
  
  
  
  8.     // 傳參
    9. 
  
  
  
  
  9.     modify(x)
    10. 
  
  
  
  
  10.     fmt.Println("main: ", x) // main:  [10 20]
    11. 
  
  
  
  
  11. }
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13. func modify(a [2]int) {
    14. 
  
  
  
  
  14.     a[0] = 30
    15. 
  
  
  
  
  15.     fmt.Println("modify: ", a) // modify:  [30 20]
    16. 
  
  
  
  
  16. }
    17.

同樣從結果可以看到，modify 中數組內容修改后，main 中數組內容并沒有變化。

那么，有沒有可能在函數內修改，而影響到函數外呢?答案是可以的，接下來要說的切片就可以做到。

切片 slice

切片是一種引用類型，它有三個屬性：指針，長度和容量。

  1. 指針：指向 slice 可以訪問到的第一個元素。
  2. 長度：slice 中元素個數。
  3. 容量：slice 起始元素到底層數組最后一個元素間的元素個數。

看到這樣的解釋是不是一臉懵呢?別慌，咱們來詳細解釋一下。

它的底層結構是這樣的：

再來看一個例子，看看到底各部分都是什么意思。

底層是一個包含 10 個整型元素的數組，data1 指向數組第 4 個元素，長度是 3，容量取到數組最后一個元素，是 7。data2 指向數組第 5 個元素，長度是 4，容量是 6。

創(chuàng)建切片

創(chuàng)建切片有兩種方式：

第一種方式是基于數組創(chuàng)建：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 基于數組創(chuàng)建切片
    2. 
  
  
  
  
  2. var array = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
    3. 
  
  
  
  
  3. 
  
  
  
  
  4. s1 := array[3:6]
    5. 
  
  
  
  
  5. s2 := array[:5]
    6. 
  
  
  
  
  6. s3 := array[4:]
    7. 
  
  
  
  
  7. s4 := array[:]
    8. 
  
  
  
  
  8. 
  
  
  
  
  9. fmt.Printf("s1: %v\n", s1) // s1: [4 5 6]
    10. 
  
  
  
  
  10. fmt.Printf("s2: %v\n", s2) // s2: [1 2 3 4 5]
    11. 
  
  
  
  
  11. fmt.Printf("s3: %v\n", s3) // s3: [5 6 7 8]
    12. 
  
  
  
  
  12. fmt.Printf("s4: %v\n", s4) // s4: [1 2 3 4 5 6 7 8]
    13.

第二種方式是使用內置函數 make 來創(chuàng)建：

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 使用 make 創(chuàng)建切片
    2. 
  
  
  
  
  2. // len: 10, cap: 10
    3. 
  
  
  
  
  3. a := make([]int, 10)
    4. 
  
  
  
  
  4. // len: 10, cap: 15
    5. 
  
  
  
  
  5. b := make([]int, 10, 15)
    6. 
  
  
  
  
  6. 
  
  
  
  
  7. fmt.Printf("a: %v, len: %d, cap: %d\n", a, len(a), cap(a))
    8. 
  
  
  
  
  8. fmt.Printf("b: %v, len: %d, cap: %d\n", b, len(b), cap(b))
    9.

使用切片

遍歷

和遍歷數組方法相同。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 切片遍歷
    2. 
  
  
  
  
  2. for i, n := range s1 {
    3. 
  
  
  
  
  3.     fmt.Println(i, n)
    4. 
  
  
  
  
  4. }
    5.

比較

不能使用 == 來測試兩個 slice 是否有相同元素，但 slice 可以和 nil 比。slice

類型的零值是 nil，表示沒有對應的底層數組，而且長度和容量都是零。

但也要注意，長度和容量都是零的，其值也并不一定是 nil。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 比較
    2. 
  
  
  
  
  2. var s []int
    3. 
  
  
  
  
  3. fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
    4. 
  
  
  
  
  4. s = nil
    5. 
  
  
  
  
  5. fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
    6. 
  
  
  
  
  6. s = []int(nil)
    7. 
  
  
  
  
  7. fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
    8. 
  
  
  
  
  8. s = []int{}
    9. 
  
  
  
  
  9. fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true false
    10.

所以，判斷 slice 是否為空，要用內置函數 len，而不是判斷其是否為 nil。

追加元素

使用內置函數 append。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 追加
    2. 
  
  
  
  
  2. s5 := append(s4, 9)
    3. 
  
  
  
  
  3. fmt.Printf("s5: %v\n", s5) // s5: [1 2 3 4 5 6 7 8 9]
    4. 
  
  
  
  
  4. s6 := append(s4, 10, 11)
    5. 
  
  
  
  
  5. fmt.Printf("s6: %v\n", s6) // s5: [1 2 3 4 5 6 7 8 10 11]
    6.

追加另一個切片，需要在另一個切片后面跟三個點。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 追加另一個切片
    2. 
  
  
  
  
  2. s7 := []int{12, 13}
    3. 
  
  
  
  
  3. s7 = append(s7, s6...)
    4. 
  
  
  
  
  4. fmt.Printf("s7: %v\n", s7) // s7: [12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11]
    5.

復制

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. // 復制
    2. 
  
  
  
  
  2. s8 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    3. 
  
  
  
  
  3. s9 := []int{5, 4, 3}
    4. 
  
  
  
  
  4. s10 := []int{6}
    5. 
  
  
  
  
  5. 
  
  
  
  
  6. copy(s8, s9)
    7. 
  
  
  
  
  7. fmt.Printf("s8: %v\n", s8) // s8: [5 4 3 4 5]
    8. 
  
  
  
  
  8. copy(s10, s9)
    9. 
  
  
  
  
  9. fmt.Printf("s10: %v\n", s10) // s10: [5]
    10.

引用類型

上文介紹數組時說過，數組屬于值類型，所以在傳參時會復制整個數組內容，如果數組很大的話，是很影響性能的。而傳遞切片只會復制切片本身，并不影響底層數組，是很高效的。

 
 
 
 
    
  
  
  
  
  1. package main
    2. 
  
  
  
  
  2. 
  
  
  
  
  3. import "fmt"
    4. 
  
  
  
  
  4. 
  
  
  
  
  5. func main() {
    6. 
  
  
  
  
  6.     s9 := []int{5, 4, 3}
    7. 
  
  
  
  
  7. 
  
  
  
  
  8.     // 傳參
    9. 
  
  
  
  
  9.     modify(s9)
    10. 
  
  
  
  
  10.     fmt.Println("main: ", s9) // main:  [30 4 3]
    11. 
  
  
  
  
  11. }
    12. 
  
  
  
  
  12. 
  
  
  
  
  13. func modify(a []int) {
    14. 
  
  
  
  
  14.     a[0] = 30
    15. 
  
  
  
  
  15.     fmt.Println("modify: ", a) // modify:  [30 4 3]
    16. 
  
  
  
  
  16. }
    17.

在 modify 中修改的值會影響到 main 中。

總結

本文學習了復合數據類型的前兩種：數組和切片。分別介紹了它們的創(chuàng)建，常用操作，以及函數間的傳遞。

數組長度固定，是切片的基礎;切片長度可變，多一個容量屬性，其指針指向的底層結構就是數組。

在函數傳參過程中，數組如果很大的話，很影響效率，而切片則解決了這個問題，效率更高。

在日常開發(fā)中，使用切片的頻率會更高一些。

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名稱欄目：復合數據類型：數組和切片Slice
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