一文了解 Go 的复合数据类型(数组、Slice 切片、Map)

2023-10-15 21:47:46 浏览数 (1)

前言

上一篇文章 一文熟悉 Go 的基础语法和基本数据类型，讲解了 Go 的基础语法和基本数据类型，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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr [5]int
	fmt.Printf("%d, %d, %d, %d, %dn", 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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr = [...]int{1, 2, 3, 4}
	fmt.Println(arr)        // [1 2 3 4]
	fmt.Printf("%Tn", 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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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：%dn", i, arr[i])
	}
}

输出结果：

代码语言：txt复制
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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
	for index, value := range arr {
		fmt.Printf("索引：%d, 值：%dn", index, value)
	}
}

index 为数组的下标索引，value 为元素值。

输出结果：

代码语言：txt复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr []int
	fmt.Printf("长度：%dn", len(arr))
	fmt.Printf("容量：%dn", 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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
	fmt.Printf("长度：%dn", len(arr)) // 5
	fmt.Printf("容量：%dn", cap(arr)) // 5
	fmt.Println(arr)                // [1 2 3 4 5]
}
  • 通过 make 函数来创建切片
代码语言：go复制
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：%dn", len(arr)) // 2
	fmt.Printf("容量：%dn", 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：%dn", len(arr2)) // 5
	fmt.Printf("容量：%dn", 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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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：%dn", i, arr[i])
	}
}

输出结果：

代码语言：txt复制
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
代码语言：go复制
import "fmt"

func main() {
	var arr = []int{1, 2, 3, 4, 5}
	for index, value := range arr {
		fmt.Printf("索引：%d, 值：%dn", index, value)
	}
}

index 为数组的下标索引，value 为元素值。

输出结果：

代码语言：txt复制
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

代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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
代码语言：go复制
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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