《Go in Action》的第四章array,slice和map

本文为《Go in Action》的第四章读书笔记。
第四章主要是介绍array、slice和map。终于要开始介绍具体语法了。

array是slice和maps的基础,所以首先介绍array。

Array

先问问题。

Q: 什么是Array?

原文:

An array in Go is a fixed-length data type that contains a contiguous block of elements of the same type. This could be a built-in type such as integers and strings, or it can be a struct type.

简单来说,就是Go语言里面的Array是一种固定长度的数据类型,其包含了存放了相同类型的元素的多个连续的块。

几点:

  • 数组是固定长度的
  • 数组中的元素,其类型是相同的
  • 存放数组元素的块是连续的(即连续的地址空间)
  • 数组可以用于存放原生类型,也可以存放用户自定义类型

由于地址是连续的,而且类型都是一样的,每个类型占用的内存大小都是一致的,因此通过简单的计算之后,就能知道下一个元素或者下几个元素的地址。

Q: 如何定义Array?

先看代码:

var array [5]int

创建了一个变量array,其为一个array,定义了其长度和元素类型,分别为5和int型。
go语言里面,凡是变量没有显示初始化值的时候,会默认其值为该类型的zero值(零值)。这里的int array的零值就是每个元素都默认其值为0.

另一种使用"array literal"的方式:

array := [5]int{10,20,30,40,50}
array := [...]int{10,20,30,40,50} //从具体元素个数来得出数组大小
array := [5]int{1: 10, 2: 20}  //5个元素的数组,第一个和第二个的初始化值为10和20

由于Array是固定长度的,所以初始化的时候必须要设置其长度。

Q: array的操作都有哪些?

请看代码:

array := [5]int{10,20,30,40,50}
fmt.Println(array[0])  // 获取某个元素的值
array[0] = 5          // 改变某个元素的值
fmt.Println(array)     // 打印整个数组

array的操作有:

  • 获取某个index的元素值
  • 改变某个index的值

再来看看指针数组,即数组元素为指针类型:

array2 := [5]*int{0: new(int), 1: new(int)}
fmt.Println(array2)
*array2[0] = 10
*array2[1] = 20
fmt.Println(*array2[1])

结果如下图:


image.png

将一个array赋值给另一个array,注意必须是相同类型的。所谓数组的类型相同,指的是两个数组的大小一样,数组元素的类型一样。

array3 := [3]int{1,2,3}
var array4 [3]int

array4 = array3

fmt.Println(array3)
fmt.Println(array4)

Q: 多维数组的操作?

代码:

// Declare a two dimensional integer array of four elements by two elements.
var array [4][2]int

// Use an array literal to declare and initialize a two dimensional integer array.
array := [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}

// Declare and initialize index 1 and 3 of the outer array. 
array := [4][2]int{1: {20, 21}, 3: {40, 41}}

// Declare and initialize individual elements of the outer and inner array.
array := [4][2]int{1: {0: 20}, 3: {1: 41}}

// Declare a two dimensional integer array of two elements. var array [2][2]int

// Set integer values to each individual element. array[0][0] = 10 
array[0][1] = 20 
array[1][0] = 30 
array[1][1] = 40

Q: 函数参数传递能够传数组吗?

机制上可以的,但是由于go语言里面是值传递,因此会导致数组被复制一遍,既浪费内存,又浪费cpu,所以不建议这么做。建议使用指向数组的指针。如下:

// Allocate an array of 8 megabytes. 
var array [1e6]int

// Pass the address of the array to the function foo.foo(&array)

// Function foo accepts a pointer to an array of one million integers. 
func foo(array *[1e6]int) { ...

}

Slice

先问问题:

Q: 什么是slice?

A: 原文:

A slice is a data structure that provides a way for you to work with and manage collections of data. Slices are built around the concept of dynamic arrays that can grow and shrink as you see fit.

简单翻译一下,slice是一种用于管理collections of data(一系列数据)的数据结构。其基于动态数组理念构建,能够根据需要进行伸缩。

再来一段:

Slices are tiny objects that abstract and manipulate an underlying array. They’re threefield data structures that contain the metadata Go needs to manipulate the underlying arrays (see figure 4.9)
The three fields are a pointer to the underlying array, the length or the number of elements the slice has access to, and the capacity or the number of elements the slice has available for growth.

简单说一下,slices是包含了三个元素的对象,该对象对其指向的一个数组(array)进行操作。三个元素为:一个指向该数组的指针、slice能够访问的数组的长度和slice能够增长的元素个数。

image.png

如图,一个slice,其addr指针指向内部的数组,length为3,capacity为5.

Q: Slice和array的区别?

A: 首先从创建上:

aSlice := []int{1,2,3}
aArray := [3]int{1,2,3}
  • slice能够动态增长,数组不能
  • slice本身是一个对象,包含了三个元素

Q: slice如何创建?

A:

slice := make([]string, 5) // length and cap is 5
slice2 := make([]string, 3, 5) // length is 3, cap is 5
sliceLiteral := []int{1,2,3}

var nilSlice []int // create a nil slice

// empty slice
eSlice := make([]int, 0)
eSlice1 := []int{}

可以通过make函数进行创建。也可以使用slice literal.

这里有个切片的创建方式:

slice := []int{1,2,3,4,5}
slice1 := slice[1:3] // len 是2, cap是4

// slice和slice1同时指向同一个底层数组

注意上面len和cap的结果,其计算公式为:

For slice[i:j] with an underlying array of capacity k
Length: j - i
Capacity: k - i

简单来说,len就是j-i,cap是原来的底层数组的cap减去i。注意二者的减数都是i,只是被减数不同。

由于都指向了同一个底层数组,因此改变一个slice中的值会影响到另外一个slice。
同时,一个slice只能访问其len所覆盖的元素,如果试图超过访问len的元素,会报错。

还有一种:

For slice[i:j:k] or [2:3:4]
Length: j -i or 3-2=1
Capacity: k-i or 4-2=2

Q: slice既然是动态的,那么如何增长?

A: 简单来说,就是使用内置的append函数。比如:

slice := []int{1,2,3,4,5}
newSlice := slice[1,3]
append(newSlice, 60) // 此时实际是覆盖了4这个元素

append函数会增加len的值,但是不一定增加cap的值。

slice := []int{10,20,30,40}
newSlice := append(slice, 50) //此时newSlice指向了一个新的底层数组,其cap为原数组的两倍

这里不一样的地方是,append返回了一个新的slice,这个slice指向了一个新的底层数组,然后其cap是原来的两倍。当数组元素在1000个以下时,append会将cap翻倍,在1000以上时,仅会增长原来的25%。

Q: 如何将两个slice进行拼接?

A: 如代码:

s1 := []int{1,2}
s2 := []int{3,4}

Q: 如何对slice进行遍历?

A: 如代码:

slice := []int{1,3,4,5,6}
for index, value := range slice {
  fmt.Printf("index : %d, and value : %d", index, value)
}

注意range里面的value是值拷贝。也就是说value是数组里面的元素的一个拷贝。

当然,也可以使用for循环进行遍历:

for i := 2; i < len(slice); i++ {
  fmt.Printf("index: %d, value: %d\n", i, slice[i])
}

注意len函数返回slice的len,cap函数返回slice的cap。

Q: 多维slice?

A: 如代码:

slice := [][]int{{10}, {10,20}} // slice有两个元素,每个元素是一个slice,第一个slice里面的元素是10,第二个slice里面的元素是10和20

Q: 传递slice给函数?

A: 没有问题:

slice := make([]int, 1e6)
slice1 = foo(slice)
func foo(s []int) []int{
  return s
}

函数默认为值传递,直接传递slice是可以的,因为slice只有三个元素;但数组就不能使用值传递。

Map

map就是键值对。

Q: 什么是map?

A: 看看原文:

A map is a data structure that provides you with an unordered collection of key/value pairs.

map是一种数据结构,是key/value对的无序集合。注意“maps are collections”

Q: 如何创建map?

A: 看看代码:

dict := make(map[string]int) // key是string,value是int类型
dict := map[string]string{"Red":”#da1337", "Orange":"#e95a22"}

dict := map[int][]string{} // slice作为value

map的key可以是内置类型或者struct类型,slice、array、或者函数不能作为key
的类型。

Q: map的使用?

A: 见代码:

colors := map[string]string{} // 空的map
colors["Red"]="#da1337"

上面创建了一个空的map,下面创建一个nil的map,nil的map不能用于存储键值对。

var colors[string]string

colors["Red"]="#da1337" // 此时会编译出错

获取map中的某个元素:

value, exists := colors["Blue"]
if exists {
  fmt.Println(value)
}

当传入的key不存在时,返回的是该类型的零值。

使用range对map进行遍历:

for key, value := range colors {

}

使用delete函数删除某个key:

delete(colors, "Red")

Q: 传递map?

A: 并不会发生值传递。

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