• Go 语言中的复合数据类型(数组、切片 Slice、Map)
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前言
本篇文章将对 Go 的复合数据类型(数组、切片 Slice、Map)进行介绍。

数组
数组是由特定元素组成的固定长度的序列,元素可以是 Go 的原生类型(如整形、字符串型和浮点型等)和自定义类型。一个数组可以包含零个或多个元素。通过数组的下标索引可以高效访问和修改每个元素的值,索引从 0 开始,到数组长度 - 1 结束。

数组的创建方式
第一种
 import "fmt"
  
  func main() {
    var arr [5]int
    fmt.Printf("%d, %d, %d, %d, %d\n", arr[0], arr[1], arr[2], arr[3], arr[4]) //0, 0, 0, 0, 0
    arr[0] = 1
    fmt.Println(arr[0]) // 1
  }
通过隐式的方式初始化一个长度为 5 的 int 类型数组,数组下标索引从 0 开始,上面输出的值为 0, 0, 0, 0, 0,如果初始化数组的时候,不带初始值,那么默认情况下,数组里的每个元素都会被初始化为对应数据类型的默认值,int 类型的默认值为 0。通过下标索引可以直接访问元素的值和修改元素的值。

第二种
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr [5]int = [5]int{1}
    var arr2 = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println(arr)       // [1 0 0 0 0]
    fmt.Println(arr2)      // [1 2 3 4 5]
  }
显式初始化数组时,可以使用数组字面值语法初始化一个元素或多个元素。

第三种
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = [...]int{1, 2, 3, 4}
    fmt.Println(arr)        // [1 2 3 4]
    fmt.Printf("%T\n", arr) // [4]int
  }
初始化数组时,如果长度的位置出现 ... 而不是数字,则表示数组的长度是根据初始值元素的个数去计算的。

第四种
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = [...]int{5: 5}
    fmt.Println(arr) // [0 0 0 0 0 5]
  }
初始化数组时,通过 index: value 的形式对某个位置的元素进行初始化,其他位置的元素为默认值。

数组的遍历
普通 for 循环
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i := 0; i < len(arr); i++ {
      fmt.Printf("索引:%d, 值:%d\n", i, arr[i])
    }
  }
输出结果:
  索引:0, 值:1
  索引:1, 值:2
  索引:2, 值:3
  索引:3, 值:4
  索引:4, 值:5

for-range 循环
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    for index, value := range arr {
      fmt.Printf("索引:%d, 值:%d\n", index, value)
    }
  }
index 为数组的下标索引,value 为元素值。
输出结果:
  索引:0, 值:1
  索引:1, 值:2
  索引:2, 值:3
  索引:3, 值:4
  索引:4, 值:5

Slice 切片
切片和数组长得很像,但它们各有各的特点。由于数组的长度是固定的这个限制,在使用 Go 的过程中很少直接使用数组,而是使用切片 slice,它是一个动态的序列,程序运行时可以对它动态添加元素。

切片的数据结构如下所示:
  type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
  }
我们可以看到,切片包含三个字段:
array: 指向底层数组的指针;
len: 切片的长度,即切片中当前元素的个数;
cap: 底层数组的长度,也是切片的最大容量,`cap` 的值永远大于等于 `len` 的值。

切片的创建方式
声明切片
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr []int
    fmt.Printf("长度:%d\n", len(arr))
    fmt.Printf("容量:%d\n", cap(arr))
    fmt.Println(arr)
  }
以上的创建方式只是声明切片,并未初始化,arr 的值为 nil。

声明切片并初始化
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("长度:%d\n", len(arr)) // 5
    fmt.Printf("容量:%d\n", cap(arr)) // 5
    fmt.Println(arr)                // [1 2 3 4 5]
  }
通过 make 函数来创建切片
  import "fmt"
  
  func main() {
    /*
      第一个参数 -> type 切片的类型
      第二个参数 -> len 切片的长度
      第三个参数 -> cap 切片的容量
    */
    arr := make([]int, 2, 5)
    fmt.Printf("长度:%d\n", len(arr)) // 2
    fmt.Printf("容量:%d\n", cap(arr)) // 5
    /*
      第一个参数 -> type 切片的类型
      第二个参数 -> len & cap 切片的长度和容量
    */
    arr2 := make([]int, 5)
    fmt.Printf("长度:%d\n", len(arr2)) // 5
    fmt.Printf("容量:%d\n", cap(arr2)) // 5
  }
通过 make 函数创建切片时,使用 make([]int, 2, 5) 的形式,指定了切片的长度为 2,容量为 5;如果使用 make([]int, 5) 这种形式,不指定容量,那么容量就等于切片的长度。

基于存在的数组创建切片
  import "fmt"
  
  func main() {
    arr := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
    sl := arr[2:4]
    fmt.Println(sl) // [3 4]
  }
采用 array[low : high] 语法基于一个已存在的数组创建切片,这种方式被称为数组的切片化。直接修改 sl 的元素值会影响 arr 的元素值,因为 sl 的底层数组是指向 arr 的。

切片的遍历
普通 for 循环
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
    for i := 0; i < len(arr); i++ {
      fmt.Printf("索引:%d, 值:%d\n", i, arr[i])
    }
  }
输出结果:
  索引:0, 值:1
  索引:1, 值:2
  索引:2, 值:3
  索引:3, 值:4
  索引:4, 值:5

for-range 循环
  import "fmt"
  
  func main() {
    var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
    for index, value := range arr {
      fmt.Printf("索引:%d, 值:%d\n", index, value)
    }
  }
index 为数组的下标索引,`value` 为元素值。

输出结果:
  索引:0, 值:1
  索引:1, 值:2
  索引:2, 值:3
  索引:3, 值:4
  索引:4, 值:5

向切片追加元素
使用 append 函数可以想切片追加元素。
import "fmt"

func main() {
  var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
  fmt.Println(arr) // [1 2 3 4 5]
  arr = append(arr, 6)
  fmt.Println(arr) // [1 2 3 4 5 6]
}
追加的元素被放置在切片的尾部。

Map
Map 表示的是一组无序的键值对( key → value ),在 Go 中的形式为 map[key_type]value_type。
key 和 value 可以是同一种类型 map[int]int,也可以不是同一种类型 map[string]int。
map 中对 value 的类型没有限制,但是对 key 却有限制,想要作为 map 的 key,必须满足以下条件:

key 的类型必须支持 == 和 != 比较操作符例如 int 类型的 a 和 b 两个变量,是支持  a == b 和 a != b 操作的,而 Go 语言中 Slice、map、function 复合类型,是不支持 T == T 和 T != T操作的,只支持 T == nil 的判空操作。

Map 的创建方式
错误的创建方式
  func main() {
    var m map[string]string
    m["name"] = "chenmingyong"
  }
只声明而未初始化,直接使用 m 则会报错 m 为 nil。

使用复合字面值初始化 map 类型变量
  import "fmt"
  
  func main() {
    m := map[string]string{}
    m["name"] = "chenmingyong"
    fmt.Println(m["name"]) // chenmingyong
  }
使用复合字面值显式初始化 map 类型变量
  import "fmt"
  
  func main() {
    m := map[string]string{
      "name": "chenmingyong",
    }
    fmt.Println(m["name"]) // chenmingyong
  }
使用 make 创建 map 类型变量
  func main() {
    m1 := make(map[string]string)    // 不指定容量,默认会给一个初始值
    m2 := make(map[string]string, 5) // 指定容量为 5
  }
如果不指定 map 的容量,默认会给一个初始值。

Map 的基本操作
插入和修改
func main() {
  m := make(map[string]string)
  // 新增键值对
  m["name"] = "chenmingyong"
  fmt.Println(m["name"]) // chenmingyong
  // 修改 value
  m["name"] = "cmy"
  fmt.Println(m["name"]) // cmy
}
通过 m[key] = value 的形式对 map 进行插入和修改操作。

删除
import "fmt"

func main() {
  m := make(map[string]string)
  // 新增键值对
  m["name"] = "chenmingyong"
  fmt.Println(m["name"]) // chenmingyong
  delete(m, "name")
  fmt.Println(m["name"]) // ""
}
通过 delete(map, key) 方法,对 map 里面的键值对进行删除。

查找操作
import "fmt"

func main() {
  m := make(map[string]string)
  m["name"] = "chenmingyong"
  value, ok := m["name"]
  fmt.Println(ok, value) // true chenmingyong
  value2, ok2 := m["age"]
  fmt.Println(ok2, value2) // false
}
使用 comma ok 惯用法对 map 进行键查找和键值读取操作,第一个变量接收 value 的值,第二个变量用于判断 key 是否存在,类型为 bool,若 key 不存在,value 的值为对应 key 类型的默认值。

遍历操作
import "fmt"

func main() {
  m := make(map[string]string)
  m["name"] = "chenmingyong"
  m["addr"] = "china"
  for key, value := range m {
    fmt.Println(key, value)
  }
}
通过 for-range 的方式遍历,map 也仅仅支持这种方式的遍历。

删除操作
1、通过遍历,逐个删除
  import "fmt"
  
  func main() {
    m := make(map[string]string)
    m["name"] = "chenmingyong"
    m["addr"] = "china"
    for key, _ := range m {
      delete(m, key)
    }
    fmt.Println(len(m)) // 0
  }
2、将 map 变量指向一个新的 map,旧的 map 将会被 gc 回收
  func main() {
    m := make(map[string]string)
    m["name"] = "chenmingyong"
    m["addr"] = "china"
  
    m = make(map[string]string)
    fmt.Println(len(m)) // 0
  }
小结
本文对数组、Slice 切片和 Map 的定义和相关操作进行了介绍,后续文章会对 Slice 切片和 Map 的底层原理进行详细介绍。
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