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欢迎来到 Golang 系列教程的第 11 章。在本章教程中,我们将讨论 Go 语言中的数组和切片。

数组

数组是同一类型元素的集合。例如,整数集合 5,8,9,79,76 形成一个数组。Go 语言中不允许混合不同类型的元素,例如包含字符串和整数的数组。(译者注:当然,如果是 interface{} 类型数组,可以包含任意类型)

数组的声明

[n]TnTn

可以使用不同的方式来声明数组,让我们一个一个的来看。

package main

import (
    "fmt"
)

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

在线运行程序[1]

aa0[0 0 0]
0length - 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)
}

在线运行程序[2]

[12 78 50]

让我们使用 简略声明 来创建相同的数组。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := [3]int{12, 78, 50} // short hand declaration to create array
    fmt.Println(a)
}

在线运行程序[3]

[12 78 50]

在简略声明中,不需要将数组中所有的元素赋值。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := [3]int{12}
    fmt.Println(a)
}

在线运行程序[4]

a := [3]int{12}120[12 0 0]
...
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := [...]int{12, 78, 50} // ... makes the compiler determine the length
    fmt.Println(a)
}

在线运行程序[5]

[5]int[25]intslices
package main

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

在线运行程序[6]

[3]int[5]int

数组是值类型

Go 中的数组是值类型而不是引用类型。这意味着当数组赋值给一个新的变量时,该变量会得到一个原始数组的一个副本。如果对新变量进行更改,则不会影响原始数组。

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)
}

在线运行程序[7]

abbSingaporea
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,它们是按值传递,而原始数组保持不变。

package main

import "fmt"

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

在线运行程序[8]

numchangeLocal
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

len
package main

import "fmt"

func main() {
    a := [...]float64{67.7, 89.8, 21, 78}
    fmt.Println("length of a is",len(a))
}

在线运行程序[9]

length of a is 4

使用 range 迭代数组

for
package main

import "fmt"

func main() {
    a := [...]float64{67.7, 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])
    }
}

在线运行程序[10]

for0length of the array - 1
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
forrange
package main

import "fmt"

func main() {
    a := [...]float64{67.7, 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)
}

在线运行程序[11]

for i, v := range aa
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
_
for _, v := range a { // ignores index
}

上面的 for 循环忽略索引,同样值也可以被忽略。

多维数组

到目前为止我们创建的数组都是一维的,Go 语言可以创建多维数组。

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)
}

在线运行程序[12]

在上述程序的第 17 行,用简略语法声明一个二维字符串数组 a 。20 行末尾的逗号是必需的。这是因为根据 Go 语言的规则自动插入分号。至于为什么这是必要的,如果你想了解更多,请阅读https://golang.org/doc/effective_go.html#semicolons[13]

另外一个二维数组 b 在 23 行声明,字符串通过每个索引一个一个添加。这是另一种初始化二维数组的方法。

第 7 行的 printarray 函数使用两个 range 循环来打印二维数组的内容。上述程序的 输出是

lion tiger
cat dog
pigeon peacock

apple samsung
microsoft google
AT&T T-Mobile

这就是数组,尽管数组看上去似乎足够灵活,但是它们具有固定长度的限制,不可能增加数组的长度。这就要用到 切片 了。事实上,在 Go 中,切片比传统数组更常见。

切片

切片是由数组建立的一种方便、灵活且功能强大的包装(Wrapper)。切片本身不拥有任何数据。它们只是对现有数组的引用。

创建一个切片

[]T
package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    a := [5]int{76, 77, 78, 79, 80}
    var b []int = a[1:4] // creates a slice from a[1] to a[3]
    fmt.Println(b)
}

在线运行程序[14]

a[start:end]astartend - 1a[1:4]ab[77 78 79]

让我们看看另一种创建切片的方法。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    c := []int{6, 7, 8} // creates and array and returns a slice reference
    fmt.Println(c)
}

在线运行程序[15]

c:= [] int {6,7,8}

切片的修改

切片自己不拥有任何数据。它只是底层数组的一种表示。对切片所做的任何修改都会反映在底层数组中。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    darr := [...]int{57, 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)
}

在线运行程序[16]

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

当多个切片共用相同的底层数组时,每个切片所做的更改将反映在数组中。

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    numa := [3]int{78, 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)
}

在线运行程序[17]

numa [:]0len (numa)nums1nums2
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,每个所做的修改都会反映在数组中。

切片的长度和容量

切片的长度是切片中的元素数。切片的容量是从创建切片索引开始的底层数组中元素数。

让我们写一段代码来更好地理解这点。

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 is 2 and capacity is 6
}

在线运行程序[18]

fruitslicefruitarrayfruitlice2
fruitarrayfruiteslicefruitarray1fruitslicefruitarray1orange6fruitslice

切片可以重置其容量。任何超出这一点将导致程序运行时抛出错误。

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))
}

在线运行程序[20]

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

使用 make 创建一个切片

func make([]T,len,cap)[]T 通过传递类型,长度和容量来创建切片。容量是可选参数, 默认值为切片长度。make 函数创建一个数组,并返回引用该数组的切片。

package main

import (
    "fmt"
)

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

在线运行程序[21]

[0 0 0 0 0]

追加切片元素

appendfunc append(s[]T,x ... T)[]T

x ... T 在函数定义中表示该函数接受参数 x 的个数是可变的。这些类型的函数被称为可变函数[22]

有一个问题可能会困扰你。如果切片由数组支持,并且数组本身的长度是固定的,那么切片如何具有动态长度。以及内部发生了什么,当新的元素被添加到切片时,会创建一个新的数组。现有数组的元素被复制到这个新数组中,并返回这个新数组的新切片引用。现在新切片的容量是旧切片的两倍。很酷吧 :)。下面的程序会让你清晰理解。

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
}

在线运行程序[23]

carsappend(cars, "Toyota")
cars: [Ferrari Honda Ford] has old length 3 and capacity 3
cars: [Ferrari Honda Ford Toyota] has new length 4 and capacity 6
nilnilnil
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)
    }
}

在线运行程序[24]

namesnames
slice is nil going to append
names contents: [John Sebastian Vinay]
...
package main

import (
    "fmt"
)

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

在线运行程序[26]

food: [potatoes tomatoes brinjal oranges apples]

切片的函数传递

我们可以认为,切片在内部可由一个结构体类型表示。这是它的表现形式,

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。当切片传递给函数时,即使它通过值传递,指针变量也将引用相同的底层数组。因此,当切片作为参数传递给函数时,函数内所做的更改也会在函数外可见。让我们写一个程序来检查这点。

package main

import (
    "fmt"
)

func subtactOne(numbers []int) {
    for i := range numbers {
        numbers[i] -= 2
    }
}
func main() {
    nos := []int{8, 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
}

在线运行程序[27]

上述程序的行号 17 中,调用函数将切片中的每个元素递减 2。在函数调用后打印切片时,这些更改是可见的。如果你还记得,这是不同于数组的,对于函数中一个数组的变化在函数外是不可见的。上述程序[28]的输出是,

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

多维切片

类似于数组,切片可以有多个维度。

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")
    }
}

在线运行程序[29]

程序的输出为,

C C++
JavaScript
Go Rust

内存优化

切片持有对底层数组的引用。只要切片在内存中,数组就不能被垃圾回收。在内存管理方面,这是需要注意的。让我们假设我们有一个非常大的数组,我们只想处理它的一小部分。然后,我们由这个数组创建一个切片,并开始处理切片。这里需要重点注意的是,在切片引用时数组仍然存在内存中。

func 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)
}

在线运行程序[31]

neededCountries := countries[:len(countries)-2countriesneededCountriescountriesCpycountriesneededCountries

我已经把我们迄今为止所讨论的所有概念整理成一个程序。你可以从 github[32] 下载它。

这是数组和切片。谢谢你的阅读。请您留下宝贵的意见和意见。

上一教程 - switch 语句

下一教程 - 可变函数[33]

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