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Go 数组和切片的介绍
开发
在本文中,我将解释 Go 数组和切片,包括如何使用它们,以及为什么你通常要选择其中一个而不是另一个。

了解使用数组和切片在 Go 中存储数据的优缺点,以及为什么其中一个更好。

在本文中,我将解释 Go 数组和切片,包括如何使用它们,以及为什么你通常要选择其中一个而不是另一个。

数组

数组是编程语言中最流行的数据结构之一,主要原因有两个:一是简单易懂,二是可以存储许多不同类型的数据。

你可以声明一个名为 anArray 的 Go 数组,该数组存储四个整数,如下所示:

    anArray := [4]int{-1, 2, 0, -4}

数组的大小应该在它的类型之前声明,而类型应该在声明元素之前定义。len() 函数可以帮助你得到任何数组的长度。上面数组的大小是 4。

如果你熟悉其他编程语言,你可能会尝试使用 for 循环来遍历数组。Go 当然也支持 for 循环,不过,正如你将在下面看到的,Go 的 range 关键字可以让你更优雅地遍历数组或切片。

最后,你也可以定义一个二维数组,如下:

    twoD := [3][3]int{
{1, 2, 3},
{6, 7, 8},
{10, 11, 12}}

arrays.go 源文件中包含了 Go 数组的示例代码。其中最重要的部分是:

    for i := 0; i < len(twoD); i++ {
k := twoD[i]
for j := 0; j < len(k); j++ {
fmt.Print(k[j], " ")
}
fmt.Println()
}
for _, a := range twoD {
for _, j := range a {
fmt.Print(j, " ")
}
fmt.Println()
}

通过上述代码,我们知道了如何使用 for 循环和 range 关键字迭代数组的元素。arrays.go 的其余代码则展示了如何将数组作为参数传递给函数。

以下是 arrays.go 的输出:

    $ go run arrays.go
Before change(): [-1 2 0 -4]
After change(): [-1 2 0 -4]
1 2 3
6 7 8
10 11 12
1 2 3
6 7 8
10 11 12

这个输出告诉我们:对函数内的数组所做的更改,会在函数退出后丢失。

数组的缺点

Go 数组有很多缺点,你应该重新考虑是否要在 Go 项目中使用它们。

首先,数组定义之后,大小就无法改变,这意味着 Go 数组不是动态的。简而言之,如果你需要将一个元素添加到一个没有剩余空间的数组中,你将需要创建一个更大的数组,并将旧数组的所有元素复制到新数组中。

其次,当你将数组作为参数传递给函数时,实际上是传递了数组的副本,这意味着你对函数内部的数组所做的任何更改,都将在函数退出后丢失。

最后,将大数组传递给函数可能会很慢,主要是因为 Go 必须创建数组的副本。

以上这些问题的解决方案,就是使用 Go 切片。

切片

Go 切片与 Go 数组类似,但是它没有后者的缺点。

首先,你可以使用 append() 函数将元素添加到现有切片中。此外,Go 切片在内部使用数组实现,这意味着 Go 中每个切片都有一个底层数组。

切片具有 capacity 属性和 length 属性,它们并不总是相同的。切片的长度与元素个数相同的数组的长度相同,可以使用 len() 函数得到。切片的容量是当前为切片分配的空间,可以使用 cap() 函数得到。

由于切片的大小是动态的,如果切片空间不足(也就是说,当你尝试再向切片中添加一个元素时,底层数组的长度恰好与容量相等),Go 会自动将它的当前容量加倍,使其空间能够容纳更多元素,然后将请求的元素添加到底层数组中。

此外,切片是通过引用传递给函数的,这意味着实际传递给函数的是切片变量的内存地址,这样一来,你对函数内部的切片所做的任何修改,都不会在函数退出后丢失。因此,将大切片传递给函数,要比将具有相同数量元素的数组传递给同一函数快得多。这是因为 Go 不必拷贝切片 —— 它只需传递切片变量的内存地址。

slice.go 源文件中有 Go 切片的代码示例,其中包含以下代码:

    package main
import (
"fmt"
)
func negative(x []int) {
for i, k := range x {
x[i] = -k
}
}
func printSlice(x []int) {
for _, number := range x {
fmt.Printf("%d ", number)
}
fmt.Println()
}
func main() {
s := []int{0, 14, 5, 0, 7, 19}
printSlice(s)
negative(s)
printSlice(s)
fmt.Printf("Before. Cap: %d, length: %d\n", cap(s), len(s))
s = append(s, -100)
fmt.Printf("After. Cap: %d, length: %d\n", cap(s), len(s))
printSlice(s)
anotherSlice := make([]int, 4)
fmt.Printf("A new slice with 4 elements: ")
printSlice(anotherSlice)
}

切片和数组在定义方式上的最大区别就在于:你不需要指定切片的大小。实际上,切片的大小取决于你要放入其中的元素数量。此外,append() 函数允许你将元素添加到现有切片 —— 请注意,即使切片的容量允许你将元素添加到该切片,它的长度也不会被修改,除非你调用 append()。上述代码中的 printSlice() 函数是一个辅助函数,用于打印切片中的所有元素,而 negative() 函数将切片中的每个元素都变为各自的相反数。

运行 slice.go 将得到以下输出:

    $ go run slice.go
0 14 5 0 7 19
0 -14 -5 0 -7 -19
Before. Cap: 6, length: 6
After. Cap: 12, length: 7
0 -14 -5 0 -7 -19 -100
A new slice with 4 elements: 0 0 0 0

请注意,当你创建一个新切片,并为给定数量的元素分配内存空间时,Go 会自动地将所有元素都初始化为其类型的零值,在本例中为 0(int 类型的零值)。

使用切片来引用数组

Go 允许你使用 [:] 语法,使用切片来引用现有的数组。在这种情况下,你对切片所做的任何更改都将传播到数组中 —— 详见 refArray.go。请记住,使用 [:] 不会创建数组的副本,它只是对数组的引用。

refArray.go 中最有趣的部分是:

    func main() {
anArray := [5]int{-1, 2, -3, 4, -5}
refAnArray := anArray[:]
fmt.Println("Array:", anArray)
printSlice(refAnArray)
negative(refAnArray)
fmt.Println("Array:", anArray)
}

运行 refArray.go,输出如下:

    $ go run refArray.go
Array: [-1 2 -3 4 -5]
-1 2 -3 4 -5
Array: [1 -2 3 -4 5]

我们可以发现:对 anArray 数组的切片引用进行了操作后,它本身也被改变了。

总结

尽管 Go 提供了数组和切片两种类型,你很可能还是会使用切片,因为它们比 Go 数组更加通用、强大。只有少数情况需要使用数组而不是切片,特别是当你完全确定元素的数量固定不变时。

你可以在 GitHub 上找到 arrays.go、slice.go 和 refArray.go 的源代码。

责任编辑:未丽燕 来源: Linux中国
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