[golang note] 数组切片

数组

√ golang数组包含的每个数据称为数组元素（element），数组包含的元素个数被称为数组长度（length）。

√ golang数组的长度在定义后不可更改，并且在声明时可以是一个常量或常量表达式（在编译期即可计算结果的表达式）。golang数组长度是一个内置常量，可以用len()函数来获取。

√ golang数组是一个值类型，在赋值和作为参数传递时都将产生一次复制动作，因此在函数体中无法修改传入的数组的内容。

• 数组声明和初始化

▶ 数组声明

▪ 语法如下

// 数组声明
var array [n]Type

// 数组声明和初始化
var array [n]Type = [n]Type{v1, v2, ..., vn}
var array = [n]Type{v1, v2, ..., vn}
array := [n]Type{v1, v2, ..., vn}

▪ 示例如下

[32]byte                    // 长度为32的数组，每个元素为一个字节
[2*N] struct { x, y int32 } // 复杂类型数组
[1000]*float64              // 指针数组
[3][5]int                   // 二维数组
[2][2][2]float64            // 等同于[2]([2]([2]float64))

• 数组常用操作

▶ 遍历元素

⊙ 按下标遍历

√ 使用len()获取元素个数，然后按下标进行元素遍历操作。

▪ 语法如下

for i := 0; i < len(array); i++ {
    ...
}

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    array := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i := 0; i < len(array); i++ {
        fmt.Println("array[", i, "] =", array[i])
    }
}

⊙ rang遍历

√ 可以使用range关键字来快速遍历所有元素。

▪ 语法如下

for i, v := range array {
    ...
}

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    array := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i, v := range array {
        fmt.Println("array[", i, "] =", v)
    }
}

数组切片

√ golang数组切片解决的问题：golang数组长度在定义之后无法再次修改，并且数组是值类型，每次传递都将产生一份副本。

√ golang数组切片拥有独立的数据结构，可抽象为3个变量：一个指向原数组的指针，数组切片中元素个数，数组切片分配的存储空间。

• 创建数组切片

▶ 基于数组

▪ 语法如下

var arraySlice []Type = array[first:last]

√ 数组切片的元素范围为[first, last)。

√ first和last的值可以省略，缺省情况下，first=0，last=len(array)

√ first和last的值必须满足条件：非负，0 ≤ first ≤ last ≤ len(array)，否则编译器将给出错误：

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    var array [10]int = [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
    var arraySlice1 []int = array[:]   // 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
    var arraySlice2 []int = array[:5]  // 1, 2, 3, 4, 5
    var arraySlice3 []int = array[5:]  // 6, 7, 8, 9, 10
    var arraySlice4 []int = array[3:8] // 4, 5, 6, 7, 8

    fmt.Println("
Elements of arraySlice1: ")
    for _, v := range arraySlice1 {
        fmt.Print(v, " ")
    }

    fmt.Println("
Elements of arraySlice2: ")
    for _, v := range arraySlice2 {
        fmt.Print(v, " ")
    }

    fmt.Println("
Elements of arraySlice3: ")
    for _, v := range arraySlice3 {
        fmt.Print(v, " ")
    }

    fmt.Println("
Elements of arraySlice4: ")
    for _, v := range arraySlice4 {
        fmt.Print(v, " ")
    }
    fmt.Println()
}

▶ 直接创建

√ golang提供的内置函数make()可以用于灵活地创建数组切片。

▪ 语法如下

// 创建一个初始元素个数为m的数组切片
arraySlice := make([]Type, m)

// 创建一个初始元素个数为m的数组切片，并预留n个元素的存储空间
arraySlice := make([]Type, m, n)

// 直接创建并初始化包含m个元素的数组切片
arraySlice := []Type{v1, v2, ..., vn}

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice1 := make([]int, 5)       // 0 0 0 0 0
    arraySlice2 := make([]int, 5, 10)   // 0 0 0 0 0
    arraySlice3 := []int{1, 2, 3, 4, 5} // 1 2 3 4 5

    fmt.Println("
Elements of arraySlice1: ")
    for _, v := range arraySlice1 {
        fmt.Print(v, " ")
    }

    fmt.Println("
Elements of arraySlice2: ")
    for _, v := range arraySlice2 {
        fmt.Print(v, " ")
    }

    fmt.Println("
Elements of arraySlice3: ")
    for _, v := range arraySlice3 {
        fmt.Print(v, " ")
    }
}

▶ 基于数组切片

√ 数组切片（newSlice）也可以基于另一个数组切片（oldSlice）创建。

√ newSlice元素范围可以超过oldSlice所包含的元素个数，只要选择范围不超过oldSlice的存储能力，即cap(oldSlice)的值，那么这个创建是合法的，newSlice中超出oldSlice元素的部分都会填上0。

√ newSlice的存储能力等同于oldSlice的存储能力，即cap(newSlice) = cap(oldSlice)。

▪ 语法如下

newSlice := oldSlice[first:last] // 0 ≤ first ≤ last ≤ cap(oldSlice)

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    oldSlice := make([]int, 5, 10)
    newSlice := oldSlice[:8]

    fmt.Println("Length   of oldSlice: ", len(oldSlice)) // 5
    fmt.Println("Capacity of oldSlice: ", cap(oldSlice)) // 10

    fmt.Println("Length   of newSlice: ", len(newSlice)) // 8
    fmt.Println("Capacity of newSlice: ", cap(newSlice)) // 10
}

• 数组切片的元素个数和存储能力

√ 与数组相比，数组切片多了一个存储能力（capacity）的概念，即当前容纳的元素个数和分配的空间可以是两个不同的值。

√ 存储能力，可以理解为最大容纳元素个数，最大容纳元素个数减去当前容纳元素个数剩下的空间是隐藏的，不能直接使用。如果要往隐藏空间中新增元素，可以使用append()函数。

√ 取得当前容纳元素个数可以使用len()函数，取得最大容纳元素个数可以使用cap()函数。

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice := make([]int, 5, 10)
    fmt.Println("len(arraySlice):", len(arraySlice)) // len(arraySlice): 5
    fmt.Println("cap(arraySlice):", cap(arraySlice)) // cap(arraySlice): 10
}

• 数组切片常用操作

▶ 遍历元素

⊙ 按下标遍历

√ 与遍历数组一样，使用len()获取元素个数，然后按下标进行元素遍历操作。

▪ 语法如下

for i := 0; i < len(arraySlice); i++ {
    ...
}

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i := 0; i < len(arraySlice); i++ {
        fmt.Println("arraySlice[", i, "] =", arraySlice[i])
    }
}

⊙ rang遍历

√ 与遍历数组一样，可以使用range关键字来快速遍历所有元素。

▪ 语法如下

for i, v := range arraySlice {
    ...
}

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i, v := range arraySlice {
        fmt.Println("arraySlice[", i, "] =", v)
    }
}

▶ 增加元素

√ 为数组切片增加元素的方法是使用append()函数。

⊙ 追加元素

√ 追加元素时，会自动处理存储空间不足的问题，如果追加的内容超过当前最大容纳元素空间，那么数组切片会自动分配一块足够大的内存。自动分配内存策略为：当前存储能力 * 2，即cap(arraySlice) * 2。

▪ 语法如下

arraySlice = append(arraySlice, v1, v2, ..., vn)

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice := make([]int, 0, 10)
    arraySlice = append(arraySlice, 1, 2, 3, 4, 5)

    fmt.Println("len(arraySlice) =", len(arraySlice)) // 5
    fmt.Println("cap(arraySlice) =", cap(arraySlice)) // 10

    for _, v := range arraySlice {
        fmt.Print(v, " ")
    }
    fmt.Println()

    arraySlice = append(arraySlice, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13)
    fmt.Println("len(arraySlice) =", len(arraySlice)) // 13
    fmt.Println("cap(arraySlice) =", cap(arraySlice)) // 20

    for _, v := range arraySlice {
        fmt.Print(v, " ")
    }
}

⊙ 追加数组切片

√ 为数组切片arraySlice1追加数组切片arraySlice2时，注意在arraySlice2后面追加三个点，这三个点的意思是把arraySlice2所有元素打散后传递给append()函数，这是由于append()函数从第二个参数起的所有参数都必须是待附加的单个元素。

▪ 语法如下

arraySlice = append(arraySlice, appendSlice...)

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice := []int{1, 2, 3}
    appendSlice := []int{4, 5}

    arraySlice = append(arraySlice, appendSlice...)
    fmt.Println("len(arraySlice) =", len(arraySlice)) // 5
    fmt.Println("cap(arraySlice) =", cap(arraySlice)) // 6

    for _, v := range arraySlice {
        fmt.Print(v, " ")
    }
}

▶ 删除元素

√ 数组切片可以动态添加元素，但没有删除元素的函数。代替方法是：可以使用数组切片重新组合的方式来删除一个或多个项。不过从数组切片这种数据结构来看，本身并不适合做删除操作，所以尽量减少使用。

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    s := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
    i := 2
    s = append(s[:i], s[i+1:]...)

    fmt.Println(s) // [1 2 4 5 6]
}

▶ 切片之间元素复制

√ golang使用内置函数copy()将数组切片arraySlice2的内容复制到数组切片arraySlice1中。

√ 如果两个数组切片元素个数不同，那么就会按其中元素个数较少的数组切片元素个数进行复制操作。

▪ 示例如下

package main

import "fmt"

func main() {
    arraySlice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    arraySlice2 := []int{5, 4, 3}
    copy(arraySlice2, arraySlice1) // 只会复制arraySlice1的前3个元素到arraySlice2中
    fmt.Println(arraySlice2)       // [1 2 3]

    arraySlice3 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    arraySlice4 := []int{5, 4, 3}
    copy(arraySlice3, arraySlice4) // 只会复制arraySlice4的3个元素到arraySlice3的前3个位置
    fmt.Println(arraySlice3)       // [5 4 3 4 5]
}