Go 专栏｜复合数据类型：数组和切片 slice
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· 2021-08-03
公司 Tony 老师这两天请假，找来了他的好朋友 Kevin 顶班，这两个人的风格真是相差十万八千里。
Tony 性格缓慢，手法轻柔。到底有多轻呢？洗头发的时候我都怀疑他是不是怕把我头发弄湿。
Kevin 则完全不同，嗓音洪亮，风风火火。说是洗头发，但我感觉他就是在扇我脑袋。眼前水花四溅，雾气缭绕，仿佛都能看见彩虹。
理发的小感受，夸张了点儿。
经过上一篇的学习，对 Go 应该已经越来越有感觉了，今天来点更高级的内容：复杂数据类型。
本篇主要介绍数组和切片 slice，开整～
数组
数组有两个特点：
固定长度
元素类型相同
正是因为其长度固定，所以相比于切片，在开发过程中用的是比较少的。但数组是切片的基础，理解了数组，再学习切片就容易多了。
声明和初始化
声明一个长度是 3，元素类型是 int 的数组。通过索引来访问数组元素，索引从 0 到数组长度减 1，内置函数 len 可以获取数组长度。
var a [3]int
// 输出数组第一个元素
fmt.Println(a[0]) // 0
// 输出数组长度
fmt.Println(len(a)) // 3
数组初始值为元素类型零值，也可以用数组字面量初始化数组。
// 数组字面量初始化
var b [3]int = [3]int{1, 2, 3}
var c [3]int = [3]int{1, 2}
fmt.Println(b) // [1 2 3]
fmt.Println(c[2]) // 0
如果没有显示指定数组长度，而是用 ...，那么数组长度由实际的元素数量决定。
// 使用 ...
d := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Printf("%T\n", d) // [5]int
还可以指定索引位置来初始化，如果没有指定数组长度，则长度由索引来决定。
// 指定索引位置初始化
e := [4]int{5, 2: 10}
f := [...]int{2, 4: 6}
fmt.Println(e) // [5 0 10 0]
fmt.Println(f) // [2 0 0 0 6]
多维数组
多维数组的声明和初始化同理，这里以二维数组来举例说明，有一点需要注意，多维数组仅第一维允许使用 ...。
// 二维数组
var g [4][2]int
h := [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}
// 声明并初始化外层数组中索引为 1 和 3 的元素
i := [4][2]int{1: {20, 21}, 3: {40, 41}}
// 声明并初始化外层数组和内层数组的单个元素
j := [...][2]int{1: {0: 20}, 3: {1: 41}}
fmt.Println(g, h, i, j)
使用数组
只要数组元素是可比较的，那么数组就是可比较的，而且数组长度也是数组类型的一部分。
所以 [3]int 和 [4]int 是两种不同的类型。
// 数组比较
a1 := [2]int{1, 2}
a2 := [...]int{1, 2}
a3 := [2]int{1, 3}
// a4 := [3]int{1, 2}
fmt.Println(a1 == a2, a1 == a3, a2 == a3) // true false false
// fmt.Println(a1 == a4) // invalid operation: a1 == a4 (mismatched types [2]int and [3]int)
数组遍历：
// 数组遍历
for i, n := range e {
fmt.Println(i, n)
}
值类型
Go 数组是值类型，赋值和传参都会复制整个数组。
从输出结果可以看出来，内容都是相同的，但地址不同。
package main
import "fmt"
func main() {
// 数组复制
x := [2]int{10, 20}
y := x
fmt.Printf("x: %p, %v\n", &x, x) // x: 0xc00012e020, [10 20]
fmt.Printf("y: %p, %v\n", &y, y) // y: 0xc00012e030, [10 20]
test(x)
}
func test(a [2]int) {
fmt.Printf("a: %p, %v\n", &a, a) // a: 0xc00012e060, [10 20]
}
再来看看函数传参的情况：
package main
import "fmt"
func main() {
x := [2]int{10, 20}
// 传参
modify(x)
fmt.Println("main: ", x) // main: [10 20]
}
func modify(a [2]int) {
a[0] = 30
fmt.Println("modify: ", a) // modify: [30 20]
}
同样从结果可以看到，modify 中数组内容修改后，main 中数组内容并没有变化。
那么，有没有可能在函数内修改，而影响到函数外呢？答案是可以的，接下来要说的切片就可以做到。
切片 slice
切片是一种引用类型，它有三个属性：指针，长度和容量。
指针：指向 slice 可以访问到的第一个元素。
长度：slice 中元素个数。
容量：slice 起始元素到底层数组最后一个元素间的元素个数。
看到这样的解释是不是一脸懵呢？别慌，咱们来详细解释一下。
它的底层结构是这样的：
再来看一个例子，看看到底各部分都是什么意思。
底层是一个包含 10 个整型元素的数组，data1 指向数组第 4 个元素，长度是 3，容量取到数组最后一个元素，是 7。data2 指向数组第 5 个元素，长度是 4，容量是 6。
创建切片
创建切片有两种方式：
第一种方式是基于数组创建：
// 基于数组创建切片
var array = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}
s1 := array[3:6]
s2 := array[:5]
s3 := array[4:]
s4 := array[:]
fmt.Printf("s1: %v\n", s1) // s1: [4 5 6]
fmt.Printf("s2: %v\n", s2) // s2: [1 2 3 4 5]
fmt.Printf("s3: %v\n", s3) // s3: [5 6 7 8]
fmt.Printf("s4: %v\n", s4) // s4: [1 2 3 4 5 6 7 8]
第二种方式是使用内置函数 make 来创建：
// 使用 make 创建切片
// len: 10, cap: 10
a := make([]int, 10)
// len: 10, cap: 15
b := make([]int, 10, 15)
fmt.Printf("a: %v, len: %d, cap: %d\n", a, len(a), cap(a))
fmt.Printf("b: %v, len: %d, cap: %d\n", b, len(b), cap(b))
使用切片
遍历
和遍历数组方法相同。
// 切片遍历
for i, n := range s1 {
fmt.Println(i, n)
}
比较
不能使用 == 来测试两个 slice 是否有相同元素，但 slice 可以和 nil 比。slice
类型的零值是 nil，表示没有对应的底层数组，而且长度和容量都是零。
但也要注意，长度和容量都是零的，其值也并不一定是 nil。
// 比较
var s []int
fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
s = nil
fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
s = []int(nil)
fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true true
s = []int{}
fmt.Println(len(s) == 0, s == nil) // true false
所以，判断 slice 是否为空，要用内置函数 len，而不是判断其是否为 nil。
追加元素
使用内置函数 append。
// 追加
s5 := append(s4, 9)
fmt.Printf("s5: %v\n", s5) // s5: [1 2 3 4 5 6 7 8 9]
s6 := append(s4, 10, 11)
fmt.Printf("s6: %v\n", s6) // s5: [1 2 3 4 5 6 7 8 10 11]
追加另一个切片，需要在另一个切片后面跟三个点。
// 追加另一个切片
s7 := []int{12, 13}
s7 = append(s7, s6...)
fmt.Printf("s7: %v\n", s7) // s7: [12 13 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11]
复制
使用内置函数 copy。
// 复制
s8 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
s9 := []int{5, 4, 3}
s10 := []int{6}
copy(s8, s9)
fmt.Printf("s8: %v\n", s8) // s8: [5 4 3 4 5]
copy(s10, s9)
fmt.Printf("s10: %v\n", s10) // s10: [5]
引用类型
上文介绍数组时说过，数组属于值类型，所以在传参时会复制整个数组内容，如果数组很大的话，是很影响性能的。而传递切片只会复制切片本身，并不影响底层数组，是很高效的。
package main
import "fmt"
func main() {
s9 := []int{5, 4, 3}
// 传参
modify(s9)
fmt.Println("main: ", s9) // main: [30 4 3]
}
func modify(a []int) {
a[0] = 30
fmt.Println("modify: ", a) // modify: [30 4 3]
}
在 modify 中修改的值会影响到 main 中。
总结
本文学习了复合数据类型的前两种：数组和切片。分别介绍了它们的创建，常用操作，以及函数间的传递。
数组长度固定，是切片的基础；切片长度可变，多一个容量属性，其指针指向的底层结构就是数组。
在函数传参过程中，数组如果很大的话，很影响效率，而切片则解决了这个问题，效率更高。
在日常开发中，使用切片的频率会更高一些。
文章中的脑图和源码都上传到了 GitHub，有需要的同学可自行下载。
地址： https://github.com/yongxinz/gopher/tree/main/sc
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