六、Go语言快速入门之数组和切片

📅 2024年4月28日
📦 使用版本为1.21.5

数组和切片

⭐️ 在go语言中数组和切片看起来几乎一模一样，区别在于数组是不可变扩容的，切片是可变可伸缩(在Java中想数组和列表(ArrayList))

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数组

⭐️ 在go中数组只能是基本类型，不能是引用类型(在Java中两者都可以)

⭐️ 由于数组是固定大小的，如果你知道了你要存放数据的长度，且以后不会有扩容了，就可以考虑使用数组

⭐️ Go语言的数组是一种值类型，不是指针类型

1️⃣ 数组初始化

⭐️ 由于数组在声明后大小就不能变，声明大小时可以使用常量来替换

func main() {var a = 1;const b = 1;var aa [a]int; //报错a是变量var bb [b]int;
}

⭐️ 当然和其他语言一样它还可以声明并赋值，下标也是从0开始的，可以通过下标来范围和其他语言类似

func main() {const b = 3var bb = [b]int{1,2,3}println(bb[0])
}

⭐️ 可以通过len来访问数组中元素的数量，还可以通过cap来查看数组的容量

⭐️ 如果想要创建一个指针类型的数组就可以用到new

1. 数值类型数组赋值，改变另外一个数组不会影响赋值的数组

func main() {a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}b := ab[2] = 100fmt.Println(a)fmt.Println(b)
}//输出
[1 2 3 4 5]
[1 2 100 4 5]

2. 指针类型相反

func main() {a := new([5]int)b := ab[2] = 100fmt.Println(a)fmt.Println(b)
}//输出
&[0 0 100 0 0]
&[0 0 100 0 0]

⭐️ 还可以通过切割来访问数组的某一段数值，和其他语言差不多

arr[1:3]

2️⃣ 数组的遍历

⭐️ 可以使用for和for-range来遍历数组

func main() {a := []int{1, 2, 3, 4, 5}for i := 0; i <= len(a); i++ {fmt.Printf("%d ", i)}println()for i, v := range a {fmt.Printf("%d %d\n", i, v)}
}

3️⃣ 多维数组

⭐️ 想像成阵列就好了

func main() {var a [10][4]intfor i := 0; i < len(a); i++ {for j := 0; j < len(a[i]); j++ {a[i][j] = i + j}}
}

⭐️ 还可以使用for-range

func main() {var a [10][4]intfor row := range a {for column := range a[0] {a[row][column] = 1;}}
}

4️⃣ 将数组传递给函数

第一个大数组传递给函数会消耗很多内存，使用下面的方法可以避免:

• 可以像C语言那样使用数组的指
• 也可以使用切片（学到切片再说）

package mainimport "fmt"func main() {var a [10][4]intfuncName(&a)
}func funcName(a *[10][4]int) {for i := 0; i < len(a); i++ {for j := 0; j < len(a[i]); j++ {fmt.Printf("a[%d][%d] ", i, j)}}
}

切片(Slice)

⭐️ 切片在Go中使用的更加广泛，由于它可变成的特性，可以使用它来频繁的插入和删除元素

⭐️ 一个切片是对底层数组的一个连续片段的引用，因此它被视为引用类型。这种结构设计使得多个切片能够共享相同的底层数组内存，即使这些切片表达的是数组的不同部分。当通过一个切片对底层数组进行修改时，所有指向同一底层数组的其他切片都会看到这些更改。这是因为切片并没有复制底层数组的元素，而只是提供了一种访问和操作这些元素的方式，有点像java数组和ArrayList的关系，

⭐️ 一个切片由三个部分组成，指针、长度、容量，指针指向第一个切片元素对于的底层数组元素地址，但是并不一定就是数组的一个元素

⭐️ 优点 因为切片是引用，所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率，所以在 Go 代码中 切片
比数组更常用

1️⃣ 切片的初始化

⭐️ 切片的初始化和数组类似，但是切片可以使用make关键字来创建，也推荐使用make来创建切片，make函数接收三个参数：类型，长度，容量；，容量一定是会大于或者等于长度的，就像一个桶子里面水的高度不会大于桶子的高度

⭐️ 可以直接通过一个数组来创建切片Slice

arr1[0:5]表示此数组从0到5(不包含5)被切成了一个切片5就是此切片的len

如果是arr1[0:5:5] 前两个数和之前提到的一样，但是最后这个（5-0）就表示cap

func main() {arr1 := [10]int{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}var slice1 []int = arr1[0:5] //通过数组的切片创建fmt.Println(slice1) 
}

⭐️ 多个切片如果表示同一个数组的片段，它们可以共享数据；因此一个切片和相关数组的其他切片是共享存
储的，相反，不同的数组总是代表不同的存储。数组实际上是切片的构建块

func main() {arr1 := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}var slice1 []int = arr1[0:5] //通过数组的切片创建var slice2 []int = arr1[0:5]slice2[0] = 100 //修改切片2的0下标元素fmt.Println(slice1[0]) //发现切片1的也修改了
}//输出:
100

此时如果你想要扩容，就可以使用切片的切片操作，来扩容

然后，当执行 slice1 = slice1[0:6] 时，Go 语言会检查新切片所需的容量是否超过了现有切片的容量。在这个例子中，新切片需要的容量是6，而现有切片的容量是5。由于6大于5，Go 语言会分配一个新的底层数组来容纳这6个元素，并将新切片的指针指向这个新数组。然后，它会复制原切片中的元素到新数组中，并更新新切片的长度和容量。

因此，尽管最初的切片 slice1 的容量只有5，但是在执行 slice1 = slice1[0:6] 之后，slice1 被重新分配了一个更大的底层数组，其容量至少为6，以容纳新的切片范围。这就是为什么 slice1 可以扩展到 0:6 的原因

func main() {arr1 := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}var slice1 []int = arr1[0:5] //通过数组的切片创建fmt.Println(slice1) //输出：[1 2 3 4 5]slice1 = slice1[0:6] //切片的切片操作扩容fmt.Println(slice1) //输出：[1 2 3 4 5 6]
}

⭐️ 通过var nums []int这种方式声明的切片，默认值为nil，所以不会为其分配内存，而在使用make进行初始化时，建议预分配一个足够的容量，可以有效减少后续扩容的内存消耗

//源代码// make内置函数分配并初始化一个类型的对象
// slice、map或chan(仅限)和new一样，第一个参数是类型，而不是
/ /值。与new不同，make的返回值类型与its相同
//参数，而不是指针。结果的具体情况取决于
//类型:
//
// slice: size指定了长度。切片的容量为
//等于它的长度可以向提供第二个整数参数
//指定不同的容量;它必须不小于
/ /长度。例如，make([]int, 0, 10)会分配一个底层数组
//返回长度为0、容量为10的切片
//由底层数组支持。
// map:一个空的map被分配了足够的空间来容纳
//指定元素的数量在这种情况下，大小可以省略
//分配一个较小的起始长度。
// channel:使用指定的参数初始化channel的缓冲区
//缓存容量。如果为零，或大小省略，则通道为
/ /无缓冲的。
func make(t Type, size ...IntegerType) Type

⭐️ 你使用make函数创建一个切片时，如果指定了长度（第二个参数），那么切片将会被初始化为该长度，并且每个元素都会被初始化为该类型对应的零值。对于整数类型（如int），零值就是0。

func main() {var a = make([]int, 1, 10)println(a[0]) //输出0
}

⭐️ 切片的长度代表着切片中元素的个数，切片的容量代表着切片总共能装多少个元素，切片与数组最大的区别在于切片的容量会自动扩张，而数组不会

⭐️ 和数组一样也可以使用new来创建数组

func main() {var a = make([]int, 10)var b = new([10]int)[0:10]fmt.Printf("%T", b)fmt.Printf("%T", a)
}

⭐️ new和make区别

• new(T) 为每个新的类型T分配一片内存，初始化为 0 并且返回类型为*T的内存地址：这种方法 返回一个指向类型为 T，值为 0 的地址的指针，它适用于值类型如数组和结构体；它相当于 &T{} 。

• make(T) 返回一个类型为 T 的初始值，它只适用于3种内建的引用类型：切片、map 和 channel

  

2️⃣ 切片的使用

⭐️ 切片的基本使用与数组完全一致，区别只是切片可以动态变化长度

⭐️ 通过append来对切片实行操作

1. 在尾部添加元素

func main() {var a = make([]int, 0, 0)          //创建一个空切片a = append(a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) //添加元素fmt.Println(len(a), cap(a))        //输出内部元素个数和切片的容量
}//输出7，8

新 slice 预留的 buffer容量 大小是有一定规律的。 在golang1.18版本更新之前网上大多数的文章都是这样描述slice的扩容策略的： 当原 slice 容量小于 1024 的时候，新 slice 容量变成原来的 2 倍；原 slice 容量超过 1024，新 slice 容量变成原来的1.25倍。 在1.18版本更新之后，slice的扩容策略变为了： 当原slice容量(oldcap)小于256的时候，新slice(newcap)容量为原来的2倍；原slice容量超过256，新slice容量newcap = oldcap+(oldcap+3*256)/4

2. 在头部插入元素

⭐️ ...操作符被称为扩展操作符（spread operator），用于将切片或数组展开为多个单独的参数。

func main() {var a = make([]int, 0, 0)          //创建一个空切片a = append(a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) //添加元素a = append([]int{-1, 'a'}, a...)   //这个a会转换成unicode代码中的值97fmt.Println(a) //输出数组 [-1 97 1 2 3 4 5 6 7]fmt.Println(len(a), cap(a)) //输出内部元素个数和切片的容量
}

3. 从中间插入

1.a[:i+1]: 这部分表示从切片a的开始到索引i+1处的元素，即保留原始切片的前i+1个元素。
2.[]int{999,888}: 这是一个包含两个整数999和888的切片，这是要插入的元素。
3.a[i+1:]...: 这部分表示从切片a的索引i+1处开始到末尾的所有元素，采用...的方式表示这些元素将被展开并追加到前面的切片组合之后。
4.append(...)：将前面提到的三个切片部分组合起来，并执行append操作，将所有元素添加到一起，最终生成一个新的切片。
5.a = ...: 将新生成的切片赋值回原始切片a，完成插入操作并修改原始切片。
通过这种方式，切片a在索引i处被扩展，其中插入了两个新的整数值999和888。func main() {i := 3var a = make([]int, 0, 0)          //创建一个空切片a = append(a, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7) //添加元素a = append(a[:i+1], append([]int{999, 888}, a[i+1:]...)...) //使用i当索引，在索引中间开辟两个空间来插入来插入元素fmt.Println(a)              //输出数组fmt.Println(len(a), cap(a)) //输出内部元素个数和切片的容量
}

5. 删除元素

nums := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
//从头部删除n个元素
nums = nums[n:]
fmt.Println(nums) //n=3 [4 5 6 7 8 9 10]//从尾部删除n给元素
nums = nums[:len(nums)-n]
fmt.Println(nums) //n=3 [1 2 3 4 5 6 7]//从中间指定下标删除
nums = append(nums[:i], nums[i+n:]...)
fmt.Println(nums)// i=2，n=3，[1 2 6 7 8 9 10]

1. 将切片 b 的元素追加到切片 a 之后： a = append(a, b…)
2. 复制切片 a 的元素到新的切片 b 上：
   b = make([]T, len(a))
   copy(b, a)
3. 删除位于索引 i 的元素： a = append(a[:i], a[i+1:]…)
4. 切除切片 a 中从索引 i 至 j 位置的元素： a = append(a[:i], a[j:]…)
5. 为切片 a 扩展 j 个元素长度： a = append(a, make([]T, j)…)
6. 在索引 i 的位置插入元素 x： a = append(a[:i], append([]T{x}, a[i:]…)…)
7. 在索引 i 的位置插入长度为 j 的新切片： a = append(a[:i], append(make([]T, j), a[i:]…)…)
8. 在索引 i 的位置插入切片 b 的所有元素： a = append(a[:i], append(b, a[i:]…)…)
9. 取出位于切片 a 最末尾的元素 x： x, a = a[len(a)-1], a[:len(a)-1]
10. 将元素 x 追加到切片 a： a = append(a, x)

3️⃣ 将切片传递给函数

⭐️ 前面说过传递数组你可以使用切片来提高程序运行效率

⭐️ 如果你有一个函数需要对数组做操作，你可能总是需要把参数声明为切片。当你调用该函数时，把数组分
片，创建为一个切片引用并传递给该函数

var slice1 []type = arr1[:] 那么 slice1 就等于完整的 arr1 数组（所以这种表示方式是
arr1[0:len(arr1)] 的一种缩写）。另外一种表述方式是： slice1 = &arr1 。
arr1[2:] 和 arr1[2:len(arr1)] 相同，都包含了数组从第二个到最后的所有元素。
arr1[:3] 和 arr1[0:3] 相同，包含了从第一个到第三个元素（不包括第三个）

func main() {var arr = [6]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}sum := sum(arr[:]) //数组的切片fmt.Println(sum)
}func sum(a []int) int {sum := 0for _, i := range a {sum += i}return sum
}

4️⃣ 多维切片

⭐️和数组一样，切片通常也是一维的，但是也可以由一维组合成高维。通过分片的分片（或者切片的数
组），长度可以任意动态变化，所以 Go 语言的多维切片可以任意切分。而且，内层的切片必须单独分配
（通过 make 函数)

func main() {slice := [][]int{{1, 2, 3}, {4, 5, 6}}// slice2 := make([][]int, 2,10) 通过makefmt.Println(slice)
}

4️⃣ Bytes包

⭐️ []bytes这种切片类型很常见，包括使用的string类型，它底层就是使用的它

⭐️ 他提供一个非常有用的Buffer，它可以实现类似Java的Stringbuilder的功能

//源代码
// A Buffer is a variable-sized buffer of bytes with Read and Write methods.
// The zero value for Buffer is an empty buffer ready to use.
type Buffer struct {buf      []byte // contents are the bytes buf[off : len(buf)]off      int    // read at &buf[off], write at &buf[len(buf)]lastRead readOp // last read operation, so that Unread* can work correctly.
}

⭐️ 使用，感觉它没有Stringbuilder好用，它不能使用那种流方法，只能另起一行或者是用循环输入

func main() {var buffer bytes.Bufferbuffer.WriteString("hello") //追加Stringbuffer.WriteString("world") //追加Stringstr := buffer.String() //获取Stringfmt.Println(str) //helloworld}

func main() {var buffer bytes.Bufferfor {var str stringfmt.Scanln(&str)buffer.WriteString(str) //追加Stringif str == "q" {break}}str := buffer.String() //获取Stringfmt.Println(str)       //helloworld}

4️⃣ 切片和垃圾回收

⭐️ 切片的底层指向一个数组，该数组的实际体积可能要大于切片所定义的体积。只有在没有任何切片指向的
时候，底层的数组内层才会被释放，这种特性有时会导致程序占用多余的内存