前言
Golang的slice类型为连续同类型数据提供了一个方便并且高效的实现方式。slice的实现是基于array,slice和map一样是类似于指针语义,传递slice和map并不涉及底层数据结构的拷贝,相当于传递底层数据结构的指针。
Arrays数组
数组类型的定义需要指定长度和元素的类型。例如,[4]int表示一个四个整数的数组。数组的大小是固定的,数组的大小是类型的一部分,也就是说[4]int 和 [5]int是不同的类型,不能比较。数组可以按序号索引访问,从0开始,s[n]表示访问第n个元素。
var a [4]int
a[0] = 1
i := a[0]
// i == 1
数组不需要明确的初始化,默认是数组元素类型的零值:
// a[2] == 0
[4]int的内存分布为:
Go的数组是值语义,即数组变量代表整个数组,并不是一个指向数组第一个元素的指针(C语言)。这意味着当赋值或者传递数组时将会产生数组内容拷贝。
数组指定元素初始化:
b := [2]string{"Penn", "Teller"}
或者:
b := [...]string{"Penn", "Teller"}
上面两种写法b的类型都是[2]string
package main
import "fmt"
func main() {
b := [...]string{"Penn", "Teller"}
fmt.Printf("%T\n", b)
}
程序输出:
[2]string
Slices切片
由于数组的大小是固定的,不是很灵活,所以在Go的代码里面不会经常出现。但是,slice是随处可见的。slice是数组的基础进行了封装,更加强大和方便。
切片的定义为:[]T,其中T是切片元素的类型。不像数组,切片类型不用指定长度。例如:
letters := []string{"a", "b", "c", "d"}
letters的类型为[]string,而不是[4]string
切片可以用内建函数make创建,make的签名为:
func make([]T, len, cap) []T
其中cap可选
var s []byte
s = make([]byte, 5, 5)
// s == []byte{0, 0, 0, 0, 0}
不指定cap:
s := make([]byte, 5)
切片的零值是nil。对零值调用len和cap函数将会返回0.
切片可以从一个已经存在的切片或者数组中切分生成,切分遵循的是半开闭原则,例如b[1:4]表达式创建一个切片包含b的序号1到3的元素,由此得到新的切片序号将会是从0到2。
b := []byte{'g', 'o', 'l', 'a', 'n', 'g'}
// b[1:4] == []byte{'o', 'l', 'a'}, sharing the same storage as b
用于表示切分的开始和结束的序号都是可选的,默认分别是0和切片的长度。例如:
// b[:2] == []byte{'g', 'o'}
// b[2:] == []byte{'l', 'a', 'n', 'g'}
// b[:] == b
从数组中切分为切片:
package main
import "fmt"
func main() {
x := [3]string{"我","是","Gopher"}
s := x[:]
fmt.Println(s)
fmt.Printf("x type:%T\ns type:%T\n", x, s)
}
程序输出:
[我 是 Gopher]
x type:[3]string
s type:[]string
切片内部实现:
切片是一个数组段的描述,由一个指向数组的指针,数据段的长度(length),和它的最大能容纳数据的大小(capacity):
上面提到的s,一开始的时候由make([]byte, 5)创建时,结构如下:
s=s[2:4]相关的结构体:
切分不会拷贝切片的数组,将会创建一个新的切片值指向原始的数组。这使得切片的操作像数组索引访问一样高效。因此,更改重新切分的切片元素也会影响到原始的切片:
d := []byte{'r', 'o', 'a', 'd'}
e := d[2:]
// e == []byte{'a', 'd'}
e[1] = 'm'
// e == []byte{'a', 'm'}
// d == []byte{'r', 'o', 'a', 'm'}
如果是想让重新切分的切片拥有独立的内存数据,可以使用copy函数:
func copy(dst, src []T) int
例如:
t := make([]byte, len(s), (cap(s)+1)*2)
copy(t, s)
s = t
Map哈希表/字典
计算机科学中哈希表是一个很重要的数据结构,Go提供了内建的map类型用于实现哈希表。
Go map类型长这样:
map[KeyType]ValueType
其中KeyType需要是可比较类型,可比较类型:
可比较类型是值可以用==和!=操作比较的类型,有:
Boolean 值是可以比较的。两个boolean值如果都是true或者都是false,那么它们就是相等的。
Interger,Float 值是可以比较的。
Complex 值是可以比较的。如果real(u) == real(v) 并且 imag(u) == imag(v),那么两个complex值相等。
String 值是可以比较的。
Pointer值是可以比较的。如果两个指针值指向同一个变量那么这两个指针值相等,或者都是nil。
Channel 值是可以比较的。
Interface值是可以比较的。如果两个interface值得concrete type和value都相等(前提是concrete type是可比较的),那么这两个interface相等。如果两个interface都是nil那么也相等。
var a1 int = 3
var a2 int = 3
var ia1 interface{}
var ia2 interface{}
ia1 = a1
ia2 = a2
if ia1 == ia2 {
fmt.Println("equal")
}
程序输出:
equal
Struct值是可比较的,前提是每个字段都是可比较的。如果两个struct的每个字段都相等,那么这两个struct相等。
type ST struct {
name string
age int
}
s1 := ST{"tom", 19}
s2 := ST{"tom", 19}
fmt.Println(s1 == s2)
程序输出:
true
数组值是可以比较的,前提是数组元素类型是可以比较的。当两个数据的每个元素都对应相等,那么这两个数组是相等的。
a1 := [2]string{"iam", "handsome"}
a2 := [2]string{"iam", "handsome"}
fmt.Println(a1 == a2)
程序输出:
true
需要特别说明的是如果两个interface指向的实际类型(concrete type)是不可比较类型,如果比较这两个interface将会触发运行时panic,例如:
a1 := []int{1,3}
a2 := []int{1,3}
var ia1 interface{}
var ia2 interface{}
ia1 = a1
ia2 = a2
if ia1 == ia2 {
fmt.Println("equal")
}
程序运行结果:
panic: runtime error: comparing uncomparable type []int
goroutine 1 [running]:
main.main()
/Users/haiweilu/saas/src/awesomeProject/channel/main.go:24 +0xb2
Slice,map和function 值是不能比较的。但是有一个特例,就是可以和nil比较,判断slice,map和function是否是nil。
所以slice,map和funciton值不能作为map的key。map的ValueType可以是任意类型,当然也包括map类型。例如:
var m map[string]int
Map类型是引用类型,类似于指针和切片,所以上述m的值是nil,它指向一个还没初始化的map,即map的零值是nil。对nil map值进行读写访问会触发运行时panic。为了避免这种情况,可以用内建函数make创建map:
m = make(map[string]int)
Make函数分配并初始化一个哈希表数据结构,并且返回一个指向这个结构的map值。
Map的使用
设置一个key为”route”,value为66的元素:
m["route"] = 66
根据key索引访问value:
i := m["route"]
如果key对应的value不存在,将会返回该value类型对应的零值,例如:
j := m["root”],j的值是0
求map的元素数量:
n := len(m)
根据key删除map对应的k-v:
delete(m, "route")
可以用”common,ok”表达式判断map的key是否存在:
_, ok := m["route"]
如果”route”存在,ok为true,否则为false
遍历map:
for key, value := range m {
fmt.Println("Key:", key, "Value:", value)
}
初始化map的另外一种方法:
commits := map[string]int{
"rsc": 3711,
"r": 2138,
"gri": 1908,
"adg": 912,
}
m = map[string]int{}
用map实现set
由于map索引对应key不存在时返回value类型的零值,所以我们可以用map[KeyType]bool来实现一个set
struct作为map的key实现多维索引
例如:
type Key struct {
Path, Country string
}
hits := make(map[Key]int)
hits[Key{"/", "vn"}]++
也可以这样:
n := hits[Key{"/ref/spec", "ch"}]
Map的并发
Map的操作不是原子操作,所以多个goroutine并发读写map会导致运行时panic。同时读没有问题。可以通过读写锁的方式实现同步并发读写:
var counter = struct{
sync.RWMutex
m map[string]int
}{m: make(map[string]int)}
读:
counter.RLock()
n := counter.m["some_key"]
counter.RUnlock()
fmt.Println("some_key:", n)
写:
counter.Lock()
counter.m["some_key"]++
counter.Unlock()
有序map
Map中的key不保证顺序,也就说保证每次遍历同一个map的key返回顺序都是一致的,如果需要key是有序的可以通过增加一个辅助的切片来实现:
import "sort"
var m map[int]string
var keys []int
for k := range m {
keys = append(keys, k)
}
sort.Ints(keys)
for _, k := range keys {
fmt.Println("Key:", k, "Value:", m[k])
}
总结
文档介绍了array、slice和map的各种使用场景,希望能够帮助大家少点踩坑。
参考
https://blog.golang.org/go-slices-usage-and-internals
https://blog.golang.org/go-maps-in-action
https://golang.org/ref/spec#Comparison_operators
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