这一个节我们学习Golang中管理集合数据的三种数据结构:数组(Array)、切片(Slice)和映射(Map)。这三种数据结构是存储数据的基本数据结构,也是其他高级数据结构的底层实现;其中,数组又是切片和映射的基本数据结构。
数组
数组的内部实现
与C语言中类似,在Golang中的数组占用连续的内存分配,即数组中的元素在内存中是连续存储的。这样,数组元素的访问和修改操作都可以在O(1)
时间内完成。
数组的声明
在Golang中任何变量在使用之前都需要声明,以此来分配内存空间和初始化值。
Golang中可以通过以下三种方式声明数组:
- 声明数组并初始化为零值
- 使用数组字面量声明并初始化数组
- 声明并指定特定位置元素的值(未指定位置的元素初始化为零值)
1.声明数组并初始化为零值
var array [5]int
// output: [0 0 0 0 0]
var array [5]bool
// output: [false false false false false]
Golang中的零值不是一个具体的值,而是不同数据类型在未指定数值情况下的默认值。例如,整型的零值是
0
,字符串类型的零值是""
(空字符串),布尔类型的零值是false
,引用类型的零值是nil
2.使用数组字面量声明并初始化数组
array := [6]int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
// output: [0 1 2 3 4 5]
既然已经在数组字面量中给出了元素个数,那在声明类型时就可以不指定数组元素的个数,Golang编译器会根据数组字面量中元素的数量确定数组的长度:
array := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
// output: [0 1 2 3 4 5]
需要注意的是:省略数组个数的书写方式是
[...]int
而不是[]int
。[]int
表示的是整数切片类型的数组(这个概念会在下一小节中介绍)
3.声明并指定特定位置元素的值(未指定元素初始化为零值)
array := [5]int{1:1, 3:3}
// output: [0 1 0 3 0]
/*
声明时未指定数组元素个数,自动推测数组长度为可以包含指定位置的最小长度
*/
array := [...]int{1:1, 3:3}
// output: [0 1 0 3]
Golang中支持两种注释方式:使用
//
的单行注释和使用/* */
的多行注释
数组的使用
一般数组可以直接使用变量名加[]
的方式直接访问和修改:
array := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Println("// output:", array[3])
array[3] = 50
fmt.Println("// output:", array[3])
// output: 3
// output: 50
但是,指针数组的访问和修改需要额外的处理。我们都知道,指针数组存储的不是元素值本身,而是元素值的内存地址。因此,读取元素值时需要两步:一是从数组中读取内存地址,二是将指定内存地址中的数据返回;修改元素值时也需要两步:一是从数组中读取内存地址,二是对指定内存地址中的数据做更新操作
array := [...]*int{0: new(int), 3: new(int)}
fmt.Println("// output: array is ", array)
fmt.Println("// output: array[3] is ", *array[3])
*array[3] = 50
fmt.Println("// output: array is ", array)
fmt.Println("// output: array[3] is ", *array[3])
// output: array is [0xc00001a0a0 <nil> <nil> 0xc00001a0a8]
// output: array[3] is 0
// output: array is [0xc00001a0a0 <nil> <nil> 0xc00001a0a8]
// output: array[3] is 50
将一个数组变量赋值给另一个数组变量
数组变量的赋值必须两个变量具有相同的类型。
数组变量的类型包括数组长度和每个元素的类型两部分,必须两部分全部相同才是相同的类型。例如:
var array1 [3]int
var array2 [4]int
array1 = array2
// ERROR: cannot use array2 (type [4]int) as type [3]int in assignment
普通数组变量的赋值是将数组内的元素拷贝一份,赋值后的两个变量只是值相同,除此之外没有其他的联系:
var array1 [5]string
array2 := [5]string{"Red", "Blue", "Green", "Yellow", "Pink"}
array1 = array2
指针数组变量的赋值也是将数组内的元素拷贝一份,不过此时拷贝的内存地址值。所以赋值之后,两数组变量中存储的地址指针相同,即共享同一内存空间:
var array1 [3]*string
array2 := [3]*string{new(string), new(string), new(string)}
*array2[0] = "Red"
*array2[1] = "Blue"
*array2[2] = "Green"
array1 = array2
多维数组
Golang中的数组只有一个维度,所谓的多维数组只是将多个一维数组组合起来,例如一个2*2
的数组只是将2
个二维数组组合起来的:
array := [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}
代码中的数组array
就是由四个二维数组组成的,因此,也可以将其中的某一行(一个二维数组)赋值给其他同类型的二维数组变量:
var array1 [2]int
array1 = array[1]
多维数组的访问依然是使用[]
符号。例如,array[1]
访问的是{20, 21}
,array[1][0]
访问的是20
,以此类推。
在函数建间传递数组
在函数之间传递变量时, 总是以值的方式传递的。如果这个变量是一个数组,意味着整个数组,不管有多长,都会完整复制,并传递给函数。
假设我们传递的是一个100 万个整型值的数组,那么,一次函数间的传递就耗费8M内存空间,这将导致时间和空间的双重损耗。一个解决方案是,我们可以在函数间传递数组的指针,一个指针变量空间大小只有4字节或8字节,这远远小于8M;显然,传递数组指针是很危险的:接收指针的任意函数都可以修改数组的内容,大多数时候这并不是我们想要的,此时Golang中的切片就会起到很重要的作用。有关切片的相关内容将在下一小节中和大家分享。
Golang中函数间的参数传递都是值传递,没有引用传递
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