一、数组

数组的声明和初始化

在 Go 语言中，数组是固定长度的、同一类型的数据集合。数组中包含的每个数据项被称为数组元素，一个数组包含的元素个数被称为数组的长度。

在 Go 语言中，你可以通过 [] 来标识数组类型，但需要指定长度和元素类型，使用时可以修改数组成员，但是数组大小不可变化。以下是一些常见的数组声明方法：

var a [8]byte // 长度为8的数组，每个元素为一个字节
var b [3][3]int // 二维数组（9宫格）
var c [3][3][3]float64 // 三维数组（立体的9宫格）
var d = [3]int{1, 2, 3}  // 声明时初始化
var e = new([3]string)   // 通过 new 初始化

和普通变量赋值一样，数组也可以通过 := 进行一次性声明和初始化，所有数组元素通过 {} 包裹，然后通过逗号分隔多个元素

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

语法糖省略数组长度的声明

a := [...]int{1, 2, 3}

数组在初始化的时候，如果没有填满，则空位会通过对应的元素类型零值填充

a := [5]int{1, 2, 3}
fmt.Println(a)

//上述代码的打印结果是：
[1 2 3 0 0]

我们还可以初始化指定下标位置的元素值，未设置的位置也会以对应元素类型的零值填充

a := [5]int{1: 3, 3: 7}

//这样数组 a 的元素值如下：
[0 3 0 7 0]

数组的长度是该数组类型的一个内置常量，可以用 Go 语言的内置函数 len() 来获取

arrLength := len(arr)

数组元素的访问和设置

可以使用数组下标来访问 Go 数组中的元素，数组下标默认从 0 开始，len(arr)-1 表示最后一个元素的下标：

arr := [5]int{1,2,3,4,5}
a1, a2 := arr[0], arr[len(arr) - 1]
// 还可以通过下标设置对应索引位置的元素值：
arr[0] = 100

遍历数组

遍历数组a有以下两种方法

func main() {
	var a = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
	// 方法1：for循环遍历
	for i := 0; i < len(a); i++ {
		fmt.Println(a[i])
	}

	// 方法2：for range遍历
	for index, value := range a {
		fmt.Println(index, value)
	}
}

如果我们不想获取索引值，可以这么做：

for _, v := range arr {
   // ...
}

如果只想获取索引值，可以这么做：

for i := range arr {
   // ...
}

多维数组

这里以二维数组为例（数组中又嵌套数组）

二维数组的定义

func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"广州", "深圳"},
		{"成都", "重庆"},
	}
	fmt.Println(a) //[[北京 上海] [广州 深圳] [成都 重庆]]
	fmt.Println(a[2][1]) //支持索引取值:重庆
}

二维数组的遍历

func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"广州", "深圳"},
		{"成都", "重庆"},
	}
	for _, v1 := range a {
		for _, v2 := range v1 {
			fmt.Printf("%s\t", v2)
		}
		fmt.Println()
	}
}

注意： 多维数组只有第一层可以使用...来让编译器推导数组长度。例如：

//支持的写法
a := [...][2]string{
	{"北京", "上海"},
	{"广州", "深圳"},
	{"成都", "重庆"},
}
//不支持多维数组的内层使用...
b := [3][...]string{
	{"北京", "上海"},
	{"广州", "深圳"},
	{"成都", "重庆"},
}

数组是值类型

数组是值类型，赋值和传参会复制整个数组。因此改变副本的值，不会改变本身的值。

func modifyArray(x [3]int) {
	x[0] = 100
}

func modifyArray2(x [3][2]int) {
	x[2][0] = 100
}
func main() {
	a := [3]int{10, 20, 30}
	modifyArray(a) //在modify中修改的是a的副本x
	fmt.Println(a) //[10 20 30]
	b := [3][2]int{
		{1, 1},
		{1, 1},
		{1, 1},
	}
	modifyArray2(b) //在modify中修改的是b的副本x
	fmt.Println(b)  //[[1 1] [1 1] [1 1]]
}　

数组类型的不足

由于数组类型变量一旦声明后长度就固定了，这意味着我们将不能动态添加元素到数组，如果要这么做的话，需要先创建一个容量更大的数组，然后把老数组的元素都拷贝过来，最后再添加新的元素，如果数组尺寸很大的话，势必会影响程序性能，例如

//这个求和函数只能接受[3]int类型，其他的都不支持
func arraySum(x [3]int) int{
    sum := 0
    for _, v := range x{
        sum = sum + v
    }
    return sum
}

另外，数组是值类型，这意味着作为参数传递到函数时，传递的是数组的值拷贝，也就是说，会先将数组拷贝给形参，然后在函数体中引用的是形参而不是原来的数组，当我们在函数中对数组元素进行修改时，并不会影响原来的数组，

这种机制带来的另一个负面影响是当数组很大时，值拷贝会降低程序性能。综合以上因素，我们迫切需要一个引用类型的、支持动态添加元素的新「数组」类型，这就是下篇教程将要介绍的切片类型，实际上，我们在 Go 语言中很少使用数组，大多数时候会使用切片取代它。

二、切片

在 Go 语言中，切片是一个新的数据类型，与数组最大的不同在于，切片的类型字面量中只有元素的类型，没有长度

切片定义

声明切片类型的基本语法如下

// name:表示变量名
// T:表示切片中的元素类型

var name []T

创建切片的方法主要有三种 —— 基于数组、切片和直接创建　　

基于数组

切片可以基于一个已存在的数组创建。从这个层面来说，数组可以看作是切片的底层数组，而切片则可以看作是数组某个连续片段的引用。切片可以只使用数组的一部分元素或者整个数组来创建，甚至可以创建一个比所基于的数组还要大的切片：

// 先定义一个数组
months := [...]string{"January", "February", "March", "April", "May", "June", "July", "August", "September", "October", "November", "December"}

// 基于数组创建切片
q2 := months[3:6]    // 第二季度
summer := months[5:8]  // 夏季

fmt.Println(q2)
fmt.Println(summer)  

// 运行结果为：

[April May June]
[June July August]

Go 语言支持通过 array[start:end] 这样的方式基于数组生成一个切片，start 表示切片在数组中的下标起点，end 表示切片在数组中的下标终点，两者之间的元素就是切片初始化后的元素集合，通过上面的示例可以看到，和字符串切片一样，这也是个左闭右开的集合，下面几种用法也都是合法的：

// 基于 months 的所有元素创建切片（全年）
all := months[:]

// 基于 months 的前 6 个元素创建切片（上半年）
firsthalf := months[:6]

// 基于从第 6 个元素开始的后续元素创建切片（下半年）
secondhalf := months[6:]

基于切片

firsthalf := months[:6]
q1 := firsthalf[:3] // 基于 firsthalf 的前 3 个元素构建新切片
q1 := firsthalf[:9]

打印结果是：[January February March April May June July August September]。
因为 firsthalf 的容量是 12，只要选择的范围不超过 firsthalf 的容量，那么这个创建操作就是合法的，所以虽然是基于切片创建切片，但本质上还是基于数组。

使用make()函数构造切片

T:切片的元素类型
size:切片中元素的数量
cap:切片的容量

make([]T, size, cap)　

示例：

func main() {
	a := make([]int, 2, 10)
	fmt.Println(a)      //[0 0]
	fmt.Println(len(a)) //2
	fmt.Println(cap(a)) //10
}

上面代码中a的内部存储空间已经分配了10个，但实际上只用了2个。 容量并不会影响当前元素的个数，所以len(a)返回2，cap(a)则返回该切片的容量

判断切片是否为空

要检查切片是否为空，请始终使用len(s) == 0来判断，而不应该使用s == nil来判断。

切片的赋值拷贝

下面的代码中演示了拷贝前后两个变量共享底层数组，对一个切片的修改会影响另一个切片的内容，这点需要特别注意

func main() {
	s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
	s2 := s1             //将s1直接赋值给s2，s1和s2共用一个底层数组
	s2[0] = 100
	fmt.Println(s1) //[100 0 0]
	fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}

切片遍历

切片的遍历方式和数组是一致的，支持索引遍历和for range遍历

func main() {
	s := []int{1, 3, 5}

	for i := 0; i < len(s); i++ {
		fmt.Println(i, s[i])
	}

	for index, value := range s {
		fmt.Println(index, value)
	}
}

动态增加元素

Go语言的内建函数append()可以为切片动态添加元素。 可以一次添加一个元素，可以添加多个元素，也可以添加另一个切片中的元素（后面加…）

func main(){
	var s []int
	s = append(s, 1)        // [1]
	s = append(s, 2, 3, 4)  // [1 2 3 4]
	s2 := []int{5, 6, 7}  
	s = append(s, s2...)    // [1 2 3 4 5 6 7]
}
// 注意：通过var声明的零值切片可以在append()函数直接使用，无需初始化。
var s []int
s = append(s, 1, 2, 3

每个切片会指向一个底层数组，这个数组的容量够用就添加新增元素。当底层数组不能容纳新增的元素时，切片就会自动按照一定的策略进行“扩容”，此时该切片指向的底层数组就会更换。“扩容”操作往往发生在append()函数调用时，所以我们通常都需要用原变量接收append函数的返回值。

举个例子：

func main() {
	//append()添加元素和切片扩容
	var numSlice []int
	for i := 0; i < 10; i++ {
		numSlice = append(numSlice, i)
		fmt.Printf("%v  len:%d  cap:%d  ptr:%p\n", numSlice, len(numSlice), cap(numSlice), numSlice)
	}
}

append()函数还支持一次性追加多个元素。 例如：

var citySlice []string
// 追加一个元素
citySlice = append(citySlice, "北京")
// 追加多个元素
citySlice = append(citySlice, "上海", "广州", "深圳")
// 追加切片
a := []string{"成都", "重庆"}
citySlice = append(citySlice, a...)
fmt.Println(citySlice) //[北京 上海 广州 深圳 成都 重庆]

切片的扩容策略

可以通过查看$GOROOT/src/runtime/slice.go源码，其中扩容相关代码如下：　　

newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap {
	newcap = cap
} else {
	if old.len < 1024 {
		newcap = doublecap
	} else {
		// Check 0 < newcap to detect overflow
		// and prevent an infinite loop.
		for 0 < newcap && newcap < cap {
			newcap += newcap / 4
		}
		// Set newcap to the requested cap when
		// the newcap calculation overflowed.
		if newcap <= 0 {
			newcap = cap
		}
	}
}

从上面的代码可以看出以下内容：

• 首先判断，如果新申请容量（cap）大于2倍的旧容量（old.cap），最终容量（newcap）就是新申请的容量（cap）。
• 否则判断，如果旧切片的长度小于1024，则最终容量(newcap)就是旧容量(old.cap)的两倍，即（newcap=doublecap），
• 否则判断，如果旧切片长度大于等于1024，则最终容量（newcap）从旧容量（old.cap）开始循环增加原来的1/4，即（newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4}）直到最终容量（newcap）大于等于新申请的容量(cap)，即（newcap >= cap）
• 如果最终容量（cap）计算值溢出，则最终容量（cap）就是新申请容量（cap）。

需要注意的是，切片扩容还会根据切片中元素的类型不同而做不同的处理，比如int和string类型的处理方式就不一样。

使用copy()函数复制切片

首先我们来看一个问题：

func main() {
	a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	b := a
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(b) //[1 2 3 4 5]
	b[0] = 1000
	fmt.Println(a) //[1000 2 3 4 5]
	fmt.Println(b) //[1000 2 3 4 5]
}

由于切片是引用类型，所以a和b其实都指向了同一块内存地址。修改b的同时a的值也会发生变化。

Go语言内建的copy()函数可以迅速地将一个切片的数据复制到另外一个切片空间中，copy()函数的使用格式如下

srcSlice: 数据来源切片
destSlice: 目标切片

copy(destSlice, srcSlice []T)　

示例：

func main() {
	// copy()复制切片
	a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	c := make([]int, 5, 5)
	copy(c, a)     //使用copy()函数将切片a中的元素复制到切片c
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1 2 3 4 5]
	c[0] = 1000
	fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
	fmt.Println(c) //[1000 2 3 4 5]
}

从切片中删除元素

Go语言中并没有删除切片元素的专用方法，我们可以使用切片本身的特性来删除元素

func main() {
	// 从切片中删除元素
	a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
	// 要删除索引为2的元素
	a = append(a[:2], a[3:]...)
	fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}

总结一下就是：要从切片a中删除索引为index的元素，操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]...)