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go语言之---数组(array)和切片(slice)

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1.什么是数组？

　　1.数组是一系列同一类型数据的集合

　　2.数组中包含的每个数据被称为数组元素

　　3.一个数组中包含的元素个数成为数组长度

　　4.数组的长度是固定的

　　5.一个数组可以由零个或者多个元素组成　　　　

2.数组的申明

var arr [10]int           //10个元素的整型数组

var ptrs [5]*float64  //5个元素的指针数组，每个指针都指向float64类型 

var points [8]struct{ x, y int }  //8个元素的结构体类型

var arry [2][3]int               //2*3的二维整型数组 

a := [3]int{1, 2, 3} // 长度为3的数组

b := [5]int{1, 2, 3} //长度为10，前三个元素为1、2、3，其它默认为0

c := [...]int{4, 5, 6} //长度3的方式，Go自动计算长度

r := [...]int{9: 6}    //长度为10，最后一个元素的值为6，其它默认为0

arr2 := [2][4]int{{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}}//二维数组

数组的申明

　　在Go语言中，数组长度在定义后就不可更改，在声明时长度可以为一个常量或者一个常量表达式。

3.数组的初始化

//申明数组
var a [5]byte //长度为5的数组，每个元素为一个字节
var d [2][3]int //二维数组

//初始化数组
a = {'1','2','3'}
d = {{1,2,3},{4,5,6}}

先申明再初始化

a := [3]byte{'1', '2', '3'} //声明并初始化一个长度为3的byte数组
a := [...]byte{'1', '2', '3'} //可以省略长度而采用`...`的方式，Go会自动根据元素个数来计算长度
d := [2][3]int{[3]int{1,2,3},[3]int{4,5,6}}
d := [2][3]int{{1,2,3},{4,5,6}} //如果内部的元素和外部的一样，那么上面的声明可以简化，直接忽略内部的
类型

直接申明并初始化

4.数组元素访问

　　1.可以使用数组下标来访问数组中的元素

　　2.数组下标从0开始

　　3.len(arr)-1则表示最后一个元素的下标

package main

import (
    "fmt"

)

func main() {
    var result int
    arr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}

    len := len(arr)   //len获取数组长度

    fmt.Println("修改前:", arr)

    arr[0] = 100      //下标访问数组元素

    result = arr[3]    //取出下标为3的元素并赋值

    fmt.Println("修改后:", arr)

    fmt.Println("数组长度:", len)

    fmt.Println("方位下标为三的元素：",result)
}


//运行结果
//修改前: [1 2 3 4 5]
//修改后: [100 2 3 4 5]
//数组长度: 5
//方位下标为三的元素： 4

元素访问

package main

import(
"fmt"
)

func main(){
    arr := [...]int {9: 1}
    fmt.Println(arr)
    fmt.Println(len(arr))
}

//运行结果
//[0 0 0 0 0 0 0 0 0 1]
//10

计算数组长度

package main

import(
"fmt"
)

func main(){
    arr := [5]int {1, 2, 3, 4, 5}
    for i := 0; i < len(arr); i++{
        fmt.Printf("arr[%d]=%d\n", i, arr[i])
    }
}


//运行结果
//arr[0]=1
//arr[1]=2
//arr[2]=3
//arr[3]=4
//arr[4]=5

普通访问方式,for

package main

import(
"fmt"
)

func main(){
    arr := [5]int {1, 2, 3, 4, 5}
    for i, v := range(arr) {
        fmt.Printf("arr[%d]=%d\n", i, v)
    }
}


//运行结果
//arr[0]=1
//arr[1]=2
//arr[2]=3
//arr[3]=4
//arr[4]=5

通过range访问

5.数组的传递

　　1.数组作为函数的参数仍然是值传递（值传递是复制数组给函数，传递后数组跟原数组没有关系）

　　2.虽然可以使用数组的指针来代替，但是改变不了数组长度。(可以改变数组内的值，但是不能改变数组的长度)

package main

import "fmt"

func main() {
    arr1 := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println("交换前arry1= " ,arr1)

    swap(arr1 )
    
    fmt.Println("交换后arry1= " ,arr1)

    }
func swap(a [5]int)  {
    arr3 := a
    fmt.Println("值传递交换前arr3= ",arr3)

    c := arr3[0]
    arr3[0] = arr3[4]
    arr3[4] = c
    fmt.Println("值传递交换后arr3= ",arr3)

}

//运行结果
//交换前arry1=  [1 2 3 4 5]
//值传递交换前arr3=  [1 2 3 4 5]
//值传递交换后arr3=  [5 2 3 4 1]
//交换后arry1=  [1 2 3 4 5]

数组的值传递

package main

import "fmt"

func main() {
    arr1 := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println("交换前arry1= " ,arr1)

    swap_pointer(&arr1 )

    fmt.Println("交换后arry1= " ,arr1)

    }

func swap_pointer(a *[5]int)  {
    var arr3 *[5]int
    arr3 = a
    fmt.Println("指针传递交换前arr3= ",arr3)

    c := arr3[0]
    arr3[0] = arr3[4]
    arr3[4] = c
    fmt.Println("指针传递交换后arr3= ",arr3)
}

//运行结果
//交换前arry1=  [1 2 3 4 5]
//指针传递交换前arr3=  &[1 2 3 4 5]
//指针传递交换后arr3=  &[5 2 3 4 1]
//交换后arry1=  [5 2 3 4 1]

数组的指针传递

6.数组的比较

　　1.如果数组元素的类型是可比较的，那么这个数组也是可的比较

　　2.只有数组的所有元素都相等数组才是相等的。

　　3.由于长度也是数组类型的一部分，所以长度不同的数组是不等的。

　　4.数组可遍历、可修改，是否可比较，由数组元素决定。

　　5.%T用于显示一个值对应的数据类型。

7.数组的局限性

　　1.数组的长度在定义之后无法修改。

　　2.数组是值类型，每次传递都将产生一份副本。

　　3.显然这无法满足开发者的某些需求。

二、切片（slice）

1.什么是切片？

　　1.切片（Slice）是一个拥有相同类型元素的可变长度的序列。

　　2.Go语言切片的内部结构包含地址、大小和容量。

　　3.切片一般用于快速地操作一块数据集合。

　　4.slice 总是指向底层的一个 array。

　　5.slice本身不是数组，slice 是一个指向 array的指针。

　　　　　　　　　　　　　　切片结构和内存分布示意图

2. 从数组或者一个切片中生成一个切片

　　slice [开始位置:结束位置:容量]

　　　　a. slice 表示目标切片对象

　　　　b. 开始位置对应目标切片对象的索引

　　　　c. 结束位置对应目标切片的结束索引

package main

import "fmt"

func main() {

    var a = [5]int{1,2,3}
    var c []int
    c = a[1:4:5]

    fmt.Println("c的长度为：%d",len(c))
    fmt.Println("c的容量为：%d",cap(c))
    fmt.Printf("c的类型：%T",c)
}


//运行结果
//c的长度为：%d 3
//c的容量为：%d 4
//c的类型：[]int

从数组或切片中生成切片

　　从数组或切片生成新的切片拥有如下特性

　　　　a.取出的元素数量为：结束位置-开始位置

　　　　b.取出元素不包含结束位置对应的索引，切片最后一个元素使用 slice[len(slice)] 获取

　　　　c.当缺省开始位置时，表示从连续区域开头到结束位置

　　　　d.当缺省结束位置时，表示从开始位置到整个连续区域末尾

　　　　e.两者同时缺省时，与切片本身等效

　　　　f.两者同时为0时，等效于空切片，一般用于切片复位

　　　　(ps:根据索引位置取切片 slice 元素值时，取值范围是（0～len(slice)-1），超界会报运行时错误。生成切片时，结束位置可以填写 len(slice) 但不会报错。)

3.直接申明新切片

　　每一种类型都可以拥有其切片类型，表示多个类型元素的连续集合。

var name []T

//name 表示切片类型的变量名。
//T 表示切片类型对应的元素类型。

package main

import "fmt"

func main() {

    // 声明字符串切片
    var strList []string
    // 声明整型切片
    strList = []string{"asa","esd"}
    var numList []int
    // 声明一个空切片
    numListEmpty := []int{1,2,3}
    // 输出3个切片
    fmt.Println(strList, numList, numListEmpty)
    // 输出3个切片大小
    fmt.Println(len(strList), len(numList), len(numListEmpty))
    // 切片判定空的结果
    fmt.Println(strList == nil)
    fmt.Println(numList == nil)
    fmt.Println(numListEmpty == nil)

}

//运行结果
//[asa esd] [] [1 2 3]
//2 0 3
//false
//true
//false

直接声明新的切片

　　ps: 1. 切片是动态结构，只能与nil判定相等，不能互相判等。

　　　　2. 声明新的切片后，可以使用append() 函数来添加元素。　　　　

4.使用 make() 函数构造切片

　　语法：

　　　　make( []T, size, cap )

　　　　　　T：切片的元素类型

　　　　　　size：就是为这个类型分配多少个元素

　　　　　　cap：预分配的元素数量，这个值设定后不影响 size，只是能提前分配空间，降低多次分配空间造成的性能问题

package main

import "fmt"

func main() {

    a := make([]int, 2)
    b := make([]int, 2, 10)
    fmt.Println(a, b)
    fmt.Println(len(a), len(b))


}


//运行结果
//[0 0] [0 0]
//2 2

使用make函数创建切片

　　1. a 和 b 均是预分配 2 个元素的切片，只是 b 的内部存储空间已经分配了 10 个，但实际使用了 2 个元素。

　　2. 容量不会影响当前的元素个数，因此 a 和 b 取 len 都是 2。　　

（ps:使用 make() 函数生成的切片一定发生了内存分配操作。但给定开始与结束位置（包括切片复位）的切片只是将新的切片结构指向已经分配好的内存区域，设定开始与结束位置，不会发生内存分配操作。）

5、使用append向切片追加单个元素

　　1.append() 可以为切片动态添加元素。

　　2.每个切片会指向一片内存空间，这片空间能容纳一定数量的元素。

　　3.当空间不能容纳足够多的元素时，切片就会进行“扩容”。

　　4.“扩容”操作往往发生在 append() 函数调用时。

package main

import "fmt"

func main() {
        //声明一个整型切片。
    var numbers []int
       
    for i := 0; i < 10; i++ {
                //循环向 numbers 切片添加10个数。
        numbers = append(numbers, i)
                //打印输出切片的长度、容量和指针变化。使用 len() 函数查看切片拥有的元素个数，使用 cap() 函数查看切片的容量情况
        fmt.Printf("len: %d  cap: %d pointer: %p\n", len(numbers), cap(numbers), numbers)
    }
}

//运行结果
//len: 1  cap: 1 pointer: 0xc00001c060
//len: 2  cap: 2 pointer: 0xc00001c090
//len: 3  cap: 4 pointer: 0xc000016120
//len: 4  cap: 4 pointer: 0xc000016120
//len: 5  cap: 8 pointer: 0xc00001e180
//len: 6  cap: 8 pointer: 0xc00001e180
//len: 7  cap: 8 pointer: 0xc00001e180
//len: 8  cap: 8 pointer: 0xc00001e180
//len: 9  cap: 16 pointer: 0xc000088000
//len: 10  cap: 16 pointer: 0xc000088000

append时，切片扩容分析

　　a.len() 函数并不等于 cap。

　　b.当元素个数超过cap()的数量时，切片会进行扩容

　　c.扩容后切片的内存地址发生改变

　　d.但是切片的名称没有发生改变。

6、使用append向切片中追加多个元素/其他切片

package main

import "fmt"

func main() {

    var car []string

    // 添加1个元素
    car = append(car, "OldDriver")

    // 添加多个元素
    car = append(car, "Ice", "Sniper", "Monk")
    // 添加切片
    team := []string{"Pig", "Flyingcake", "Chicken"}
    car = append(car, team...)
    fmt.Println(car)
    
}

//运行结果
//[OldDriver Ice Sniper Monk Pig Flyingcake Chicken]