Go语言入门指南,带你轻松学Go

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Go(Golang) 是一个开源的编程语言,它能让构造简单、可靠且高效的软件变得容易。

Go是从2007年末由Robert Griesemer, Rob Pike, Ken Thompson主持开发,后来还加入了Ian Lance Taylor, Russ Cox等人,并最终于2009年11月开源,在2012年早些时候发布了Go 1稳定版本。

现在Go的开发已经是完全开放的,并且拥有一个活跃的社区。

在国内外,已经有很多大厂开始大规模使用Golang开发其云计算相关产品,比如Google、AWS、Cloudflare、阿里巴巴等。

而Go开发人员的全球平均薪资也是相当高。在美国,使用Go语言的开发者平均年薪为$ 136K。

在2019年Stack Overflow开发者调查中,Go是全球收入第三的语言。

因此,还没有开始学习Go的朋友,不妨来看看我今天推荐的教程《Go 语言实现常见数据结构》。

通过使用 Golang 实现常见的数据结构,加深大家对 Golang 的理解,并且可以强化大家的数据结构基本功。

先让我们一起来看看《Go 语言实现常见数据结构》节选吧,本节教程主要教大家学习Golang的数组与切片

大家也可以点击链接,在实验楼搭载好的线上环境,跟着教程学习,效率更高。

教程节选:

实验1 数组与切片

实验介绍

从本实现开始我们将进入到 Golang 的学习之旅,Golang 的许多初学者都会对数组 (Array) 与切片 (Slice) 感到困惑。

他们虽然同属于集合类的类型,但是用起来却十分不同。在本节实验中,你将学习到数组与切片到底是哪里不同,这里也是 Golang 面试中的一个常考知识点。

知识点

  • 数组的数据类型
  • 数组的创建
  • 数组的遍历
  • Golang 数组与切片的区别
  • 切片的扩容规律

Golang 数组基本操作

这一节开始,我们将学习 Golang 数组与切片的常用方法以及他们在具体面试中的常考知识点。

数组的声明

Golang 中一个数组的声明方式主要有以下几种。

package main

func main() {
    // 第一种,在初始化时只声明数组长度,不声明数组内容
    var arr1 [5]int
    // 第二种,知道数据很多,不想自己写长度的时候可以用这种方式
    // 声明之后由编译器自己推算数组长度
    arr2 :=  [...]int{1,3,5,7,9}
    // 第三种,声明的时候长度和初值一起声明
    arr3 := [3]int{2,4,6}
    // 二维数组的声明,其意义是三行五列
    var Block [3][5]int
}

这里值得一提的是 Golang 中的数组的初始值如果你不做声明的话默认是全部有初值的。 比如 arr1 这个数组虽然只声明了长度为 5,但是 Go 的编译器也会把这 5 个元素全都初始化为 0。而对于 bool 值类型的数组,如果不做赋值操作,则初始值全为 false。在接下来的数组遍历中我们会实际的验证它。

数组的遍历

我们先在实验楼在线实验环境中新建新建一个名叫 array 的文件夹。如下图所示,先点击 File,然后点击 New Folder 创建名为 array 的文件夹。

image

然后我们右键点击 array 文件夹,选择 New File,创建一个叫 main.go 的文件,如下图所示。

image

Go 的数组遍历主要有以下两种方式。首先键入以下代码:

package main

import "fmt"

func main() {
    // 第一种,在初始化时只声明数组长度,不声明数组内容
    var arr1 [5]int
    // 第二种,知道数据很多,不想自己写长度的时候可以用这种方式
    // 声明之后由编译器自己推算数组长度
    //arr2 :=  [...]int{1,3,5,7,9}
    //// 第三种,声明的时候长度和初值一起声明
    //arr3 := [3]int{2,4,6}
    //// 二维数组的声明,其意义是三行五列
    var Block [3][5]bool
    // 第一种
    for i := 0 ; i<len(arr1); i++{
        fmt.Printf("%d\n",arr1[i])
    }
    // 第二种
    for index, value := range arr1 {
        fmt.Printf("索引:%d, 值: %d\n",index,value)
    }
    // 以第二种方式遍历二维数组,只取值,也就是取出一个数组
    for _,v := range Block {
        // 再对这个数组取值
        for _,value := range v {
            fmt.Printf("%v ",value)
        }
        fmt.Printf("\n")
    }

}

接下来,在终端执行:

cd array
go run main.go

结果如下:

image

其中 Go 语言官方更加提倡的是第二种以 range 的方式进行遍历,这样写会让代码更加优雅,而且绝对不会越界。

那么,如果我只想要数组里的 index 不想要 value 时怎么 range 呢?

答案其实很简单,i := range arr 就可以了。如果你只想要 value 不想要索引的时候就可以这样写 _, value := range arr, 注意这里的下划线不能省略。

封装一个数组打印函数

现在咱们封装一个用来打印数组的函数并对其进行测试,代码如下:

func PrintArr(arr [5]int) {
    // 第二种
    for index, value := range arr {
        fmt.Printf("索引:%d, 值: %d\n",index,value)
    }
}

我们分别将 arr1,2,3 传入打印,先猜测一下会发生什么结果呢?

package main

import "fmt"

func main() {
    // 第一种,在初始化时只声明数组长度,不声明数组内容
    var arr1 [5]int
    // 第二种,知道数据很多,不想自己写长度的时候可以用这种方式
    // 声明之后由编译器自己推算数组长度
    arr2 :=  [...]int{1,3,5,7,9}
    //// 第三种,声明的时候长度和初值一起声明
    arr3 := [3]int{2,4,6}
    PrintArr(arr1)
    PrintArr(arr2)
    PrintArr(arr3)
}

func PrintArr(arr [5]int) {
    // 第二种
    for index, value := range arr {
        fmt.Printf("索引:%d, 值: %d\n",index,value)
    }
}

结果是程序在打印 arr3 时抛出了如下异常。

image

这个就要牵扯出一个概念了,Go 语言中数组是值类型。也就是说[3]int,和[5]int 在 go 中会认为是两个不同的数据类型。

同样地,你在 PrintArr 中改变数组中的值也不会改变原数组的值。

到了这里你肯定觉得 go 的数组太难用了,又要数据类型统一又要长度统一才能传递。确实是这样的,在 go 中我们一般不直接使用数组。而是使用我们今天的主角,切片。

Golang 切片的基本操作

一般而言,Go 语言的切片比数组更加灵活,强大而且方便。数组是按值传递的(即是传递的副本),而切片是引用类型,传递切片的成本非常小,而且是不定长的。

而且数组是定长的,而切片可以调整长度。创建切片的语法如下:

  • make([ ]Type, length, capacity)
  • make([ ]Type, length)
  • [ ]Type{}
  • [ ]Type{value1, value2, ..., valueN}

内置函数 make() 用于创建切片、映射和通道。当用于创建一个切片时,它会创建一个隐藏的初始化为零值的数组,然后返回一个引用该隐藏数组的切片。

该隐藏的数组与 Go 语言中的所有数组一样,都是固定长度,如果使用第一种语法创建,那么其长度为切片的容量 capacity ;如果是第二种语法,那么其长度记为切片的长度 length 。一个切片的容量即为隐藏数组的长度,而其长度则为不超过该容量的任意值。另外可以通过内置的函数 append() 来增加切片的容量。

我们来执行一下下面的程序:

package main

import "fmt"

func main() {
    slice := make([]int,0)
    for i := 0 ;i < 10; i++ {
        // 动态的对切片进行扩容
        slice = append(slice, i)
    }
    fmt.Println(slice)

    // 调用PrintArr
    PrintArr(slice)
    // 看看是否切片的第一个元素改变了?
    fmt.Println(slice)
}

func PrintArr(arr []int) {
    arr[0] = 100
    for index, value := range arr {
        fmt.Printf("索引:%d, 值: %d\n",index,value)
    }
}

执行结果:

image

执行之后我们会发现 slice[0] 的值确实被改变了。因为切片是引用传递,也就是直接把切片在内存中的地址传递过去。

这样我们在其他函数中对其进行修改也会影响原来的切片的数据。这样做的好处是传引用因为不用把原数据拷贝一份,所以对系统的开销比较小。

切片的切割

切片最大的特色就是可以灵活的进行切分,比如下面的例子。

package main

import "fmt"

func main() {
    slice := make([]int,0)
    for i := 0 ;i < 10; i++ {
        slice = append(slice, i)
    }
    fmt.Println(slice)
    s2 := slice[2:4]
    fmt.Println(s2)
}

执行结果:

image

这里的 2 可被称为起始索引,4 可被称为结束索引。那么 s2 的长度就是 4 减去 2,即 2。因此可以说,s2 中的索引从 0 到 1 指向的元素对应的是 slice 及其底层数组中索引从 2 到 3 的那 2 个元素。

到这里我们就可以推出 [n:m] 的意思是取区间 [n,m) 的数据赋值给新的切片。

关于数组与切片两道常见面试题

  • Golang 切片的扩容规则。

一旦一个切片无法容纳更多的元素,Go 语言就会想办法扩容。但它并不会改变原来的切片,而是会生成一个容量更大的切片,然后将把原有的元素和新元素一并拷贝到新切片中。在一般的情况下,你可以简单地认为新切片的容量将会是原切片容量的 2 倍。 但是,当原切片的长度大于或等于 1024 时,Go 语言将会以原容量的 1.25 倍作为新容量的基准。因为继续再乘以 2 的话切片容量增加的太快,很容易产生大量的浪费无意义的空间。 不过,如果我们一次追加的元素过多,以至于使新长度比原容量的 2 倍还要大,那么新容量就会以新长度为基准。比如你现在的切片长度为 10,现在一下往里面添加了 30 个元素,那么 Golang 会直接创建一个新的长度为 40 的底层数组,然后把所有的数据拷贝进去。

  • Golang 切片的底层数组在什么情况下会改变?

其实这里的典型回答应该是永远不会改变。因为当切片需要扩容时,新的切片诞生的同时也会创建出新的底层数组,它只是把原数组的数据拷贝了进来,并未对其做任何的修改。

一道思考题

现在我们已经学习了如何对数组进行“扩容”,那么你能否使用“扩容”的方式,把原切片进行缩容呢?请尝试写出代码,或查阅相关资料。

......

篇幅有限,暂时发布以上内容。

之后还有“栈与栈的应用”“队列与循环队列”等内容可以学习,感兴趣的朋友可以点击链接,学习之后的内容。

本文来自:简书

感谢作者:实验楼

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