五、数组切片make

1. 数组

数组是一个由固定长度的特定类型元素组成的序列，一个数组可以由零个或多个元素组成。

因为数组的长度是固定的，所以在Go语言中很少直接使用数组。

Go语言数组的声明：

var 数组变量名 [元素数量]Type

• 数组变量名：数组声明及使用时的变量名。
• 元素数量：数组的元素数量，可以是一个表达式，但最终通过编译期计算的结果必须是整型数值，元素数量不能含有到运行时才能确认大小的数值。
• Type：可以是任意基本类型，包括数组本身，类型为数组本身时，可以实现多维数组。

例子：

//默认数组中的值是类型的默认值
var arr [3]int

从数组中取值：

1. 通过索引下标取值，索引从0开始

   	fmt.Println(arr[0])fmt.Println(arr[1])fmt.Println(arr[2])
   

2. for range获取

   for index,value := range arr{fmt.Printf("索引:%d,值：%d \n",index,value)
   }
   

给数组赋值:

1. 初始化的时候赋值

   var arr [3]int = [3]int{1,2,3}
   //如果第三个不赋值，就是默认值0
   var arr [3]int = [3]int{1,2}
   //可以使用简短声明
   arr := [3]int{1,2,3}
   //如果不写数据数量，而使用...，表示数组的长度是根据初始化值的个数来计算
   arr := [...]int{1,2,3}
   

2. 通过索引下标赋值

   	var arr [3]intarr[0] = 5arr[1] = 6arr[2] = 7
   

一定要注意，数组是定长的，不可更改，在编译阶段就决定了

小技巧： 如果觉的每次写 [3]int 有点麻烦，你可以为 [3]int 定义一个新的类型。

	type arr3 [3]int//这样每次用arr3 代替[3]int，注意前面学过 定义一个类型后 arr3就是一个新的类型var arr arr3arr[0] = 2for index,value := range arr{fmt.Printf("索引:%d,值：%d \n",index,value)}

如果想要只初始化第三个值怎么写？

	//2 给索引为2的赋值 ，所以结果是 0,0,3arr := [3]int{2:3}for index,value := range arr{fmt.Printf("索引:%d,值：%d \n",index,value)}

数组比较

如果两个数组类型相同（包括数组的长度，数组中元素的类型）的情况下，我们可以直接通过较运算符（==和!=）来判断两个数组是否相等，只有当两个数组的所有元素都是相等的时候数组才是相等的，不能比较两个类型不同的数组，否则程序将无法完成编译。

a := [2]int{1, 2}
b := [...]int{1, 2}
c := [2]int{1, 3}
fmt.Println(a == b, a == c, b == c) // "true false false"
d := [3]int{1, 2}
fmt.Println(a == d) // 编译错误：无法比较 [2]int == [3]int

2. 多维数组

Go语言中允许使用多维数组，因为数组属于值类型，所以多维数组的所有维度都会在创建时自动初始化零值，多维数组尤其适合管理具有父子关系或者与坐标系相关联的数据。

声明多维数组的语法如下所示：

//array_name 为数组的名字，array_type 为数组的类型，size1、size2 等等为数组每一维度的长度。
var array_name [size1][size2]...[sizen] array_type

二维数组是最简单的多维数组，二维数组本质上是由多个一维数组组成的。

// 声明一个二维整型数组，两个维度的长度分别是 4 和 2
var array [4][2]int
// 使用数组字面量来声明并初始化一个二维整型数组
array = [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}
// 声明并初始化数组中索引为 1 和 3 的元素
array = [4][2]int{1: {20, 21}, 3: {40, 41}}
// 声明并初始化数组中指定的元素
array = [4][2]int{1: {0: 20}, 3: {1: 41}}

取值：

1. 通过索引下标取值

   fmt.Println(array[1][0])
   

2. 循环取值

   for index,value := range array{fmt.Printf("索引:%d,值：%d \n",index,value)}
   

赋值：

// 声明一个 2×2 的二维整型数组
var array [2][2]int
// 设置每个元素的整型值
array[0][0] = 10
array[0][1] = 20
array[1][0] = 30
array[1][1] = 40

只要类型一致，就可以将多维数组互相赋值，如下所示，多维数组的类型包括每一维度的长度以及存储在元素中数据的类型：

// 声明两个二维整型数组 [2]int [2]int
var array1 [2][2]int  
var array2 [2][2]int
// 为array2的每个元素赋值
array2[0][0] = 10
array2[0][1] = 20
array2[1][0] = 30
array2[1][1] = 40
// 将 array2 的值复制给 array1
array1 = array2

因为数组中每个元素都是一个值，所以可以独立复制某个维度，如下所示：

// 将 array1 的索引为 1 的维度复制到一个同类型的新数组里
var array3 [2]int = array1[1]
// 将数组中指定的整型值复制到新的整型变量里
var value int = array1[1][0]

3. 切片

切片（Slice）与数组一样，也是可以容纳若干类型相同的元素的容器。

与数组不同的是，无法通过切片类型来确定其值的长度。

每个切片值都会将数组作为其底层数据结构。

我们也把这样的数组称为切片的底层数组。

切片（slice）是对数组的一个连续片段的引用，所以切片是一个引用类型。

这个片段可以是整个数组，也可以是由起始和终止索引标识的一些项的子集，需要注意的是，终止索引标识的项不包括在切片内(左闭右开的区间)。

Go语言中切片的内部结构包含地址、大小和容量，切片一般用于快速地操作一块数据集合。

从连续内存区域生成切片是常见的操作，格式如下：

slice [开始位置 : 结束位置]

语法说明如下：

• slice：表示目标切片对象；
• 开始位置：对应目标切片对象的索引；
• 结束位置：对应目标切片的结束索引。

从数组生成切片，代码如下：

var a  = [3]int{1, 2, 3}
//a[1:2] 生成了一个新的切片
fmt.Println(a, a[1:2])

从数组或切片生成新的切片拥有如下特性：

• 取出的元素数量为：结束位置 - 开始位置；
• 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；
• 当缺省开始位置时，表示从连续区域开头到结束位置(a[:2])；
• 当缺省结束位置时，表示从开始位置到整个连续区域末尾(a[0:])；
• 两者同时缺省时，与切片本身等效(a[:])；
• 两者同时为 0 时，等效于空切片，一般用于切片复位(a[0:0])。

注意：超界会报运行时错误，比如数组长度为3，则结束位置最大只能为3

切片在指针的基础上增加了大小，约束了切片对应的内存区域，切片使用中无法对切片内部的地址和大小进行手动调整，因此切片比指针更安全、强大。

示例

切片和数组密不可分，如果将数组理解为一栋办公楼，那么切片就是把不同的连续楼层出租给使用者，出租的过程需要选择开始楼层和结束楼层，这个过程就会生成切片

var highRiseBuilding [30]int
for i := 0; i < 30; i++ {highRiseBuilding[i] = i + 1
}
// 区间
fmt.Println(highRiseBuilding[10:15])
// 中间到尾部的所有元素
fmt.Println(highRiseBuilding[20:])
// 开头到中间指定位置的所有元素
fmt.Println(highRiseBuilding[:2])

3.1 直接声明新的切片

除了可以从原有的数组或者切片中生成切片外，也可以声明一个新的切片，每一种类型都可以拥有其切片类型，表示多个相同类型元素的连续集合。

切片类型声明格式如下：

//name 表示切片的变量名，Type 表示切片对应的元素类型。
var name []Type

// 声明字符串切片
var strList []string
// 声明整型切片
var numList []int
// 声明一个空切片
var numListEmpty = []int{}
// 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)

切片是动态结构，只能与 nil 判定相等，不能互相判定相等。声明新的切片后，可以使用 append() 函数向切片中添加元素。

	var strList []string// 追加一个元素strList = append(strList,"我是码神")fmt.Println(strList)

函数构造切片

如果需要动态地创建一个切片，可以使用 make() 内建函数，格式如下：

make( []Type, size, cap )

Type 是指切片的元素类型，size 指的是为这个类型分配多少个元素，cap 为预分配的元素数量，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。

a := make([]int, 2)
b := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a, b)
//容量不会影响当前的元素个数，因此 a 和 b 取 len 都是 2
//但如果我们给a 追加一个 a的长度就会变为3
fmt.Println(len(a), len(b))

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。

3.3 思考题

	var numbers4 = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}myslice := numbers4[4:6]//这打印出来长度为2fmt.Printf("myslice为 %d, 其长度为: %d\n", myslice, len(myslice))myslice = myslice[:cap(myslice)]//为什么 myslice 的长度为2，却能访问到第四个元素fmt.Printf("myslice的第四个元素为: %d", myslice[3])

3.4 切片和数组的异同

同：

1. 类型安全性：数组和切片都是类型安全的，即它们只能存储固定类型的元素。
2. 零值：数组和切片的零值分别是相应长度的零值数组和空切片。
3. 遍历：数组和切片都可以使用 for 循环进行遍历。

异：

1. 长度和容量

   • 数组的长度是固定的，在声明时必须指定长度，并且这个长度在数组的生命周期内是不可变的。
   • 切片是一个动态数组，它的长度是可变的，可以随着元素的添加和删除而变化。切片的容量表示在底层数组中可用的最大元素数量，但可以通过重新分配来扩展。

2. 声明和初始化

   • 数组的声明和初始化必须指定长度

     var arr [5]int // 声明一个长度为5的整数数组  
     arr[0] = 1     // 初始化第一个元素
     

   • 切片的声明不需要指定长度，但可以通过字面量、数组切片、或make函数来初始化：

     var s []int     // 声明一个空切片  
     s = []int{1, 2, 3} // 通过字面量初始化  
     s = arr[1:4]    // 通过数组切片  
     s = make([]int, 5) // 通过 make 函数初始化一个长度为5的切片
     

3. 内存管理

   • 数组是值类型，当数组被赋值或作为参数传递时，会创建数组的副本。这意味着对副本的修改不会影响原数组。
   • 切片是引用类型，当切片被赋值或作为参数传递时，会引用底层的数组。因此，对切片的修改可能会影响其他引用同一个底层数组的切片。

4. 灵活性：

   • 数组由于其固定长度的特性，在需要动态改变大小的场景下显得不够灵活。
   • 切片由于其动态长度的特性，在需要频繁改变大小的场景中更加灵活和高效。

4. 切片的复制

Go语言的内置函数 copy() 可以将一个数组切片复制到另一个数组切片中，如果加入的两个数组切片不一样大，就会按照其中较小的那个数组切片的元素个数进行复制。

copy() 函数的使用格式如下：

copy( destSlice, srcSlice []T) int

其中 srcSlice 为数据来源切片，destSlice 为复制的目标（也就是将 srcSlice 复制到 destSlice），目标切片必须分配过空间且足够承载复制的元素个数，并且来源和目标的类型必须一致，copy() 函数的返回值表示实际发生复制的元素个数。

下面的代码展示了使用 copy() 函数将一个切片复制到另一个切片的过程：

slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
slice2 := []int{5, 4, 3}
copy(slice2, slice1) // 只会复制slice1的前3个元素到slice2中
copy(slice1, slice2) // 只会复制slice2的3个元素到slice1的前3个位置

如果想要快速用一个切片的部分元素构建出一个新切片，可以使用append函数，并且这种方法构建的新切片不会与旧切片关联。

newSlicel = append([]int{}, slicel[i:j])
//如果是以下这种方法，则修改新切片的内容会影响旧切片
newSlicel = slicel[i:j]
//更高效的写法，不需要再分配一次内存
newSlicel = append(make([]int, 0, j-i), slicel[i:j])

切片的引用和复制操作对切片元素的影响:

package main
import "fmt"
func main() {// 设置元素数量为1000const elementCount = 1000// 预分配足够多的元素切片srcData := make([]int, elementCount)// 将切片赋值for i := 0; i < elementCount; i++ {srcData[i] = i}// 引用切片数据 切片不会因为等号操作进行元素的复制refData := srcData// 预分配足够多的元素切片copyData := make([]int, elementCount)// 将数据复制到新的切片空间中copy(copyData, srcData)// 修改原始数据的第一个元素srcData[0] = 999// 打印引用切片的第一个元素 引用数据的第一个元素将会发生变化fmt.Println(refData[0])// 打印复制切片的第一个和最后一个元素 由于数据是复制的，因此不会发生变化。fmt.Println(copyData[0], copyData[elementCount-1])// 复制原始数据从4到6(不包含)copy(copyData, srcData[4:6])for i := 0; i < 5; i++ {fmt.Printf("%d ", copyData[i])}
}

5. map

map 是一种无序的键值对的集合。

map 最重要的一点是通过 key 来快速检索数据，key 类似于索引，指向数据的值。

map 是一种集合，所以我们可以像迭代数组和切片那样迭代它。不过，map 是无序的，我们无法决定它的返回顺序，这是因为 map 是使用 hash 表来实现的。

map 是引用类型，可以使用如下方式声明：

//[keytype] 和 valuetype 之间允许有空格。
var mapname map[keytype]valuetype

其中：

• mapname 为 map 的变量名。
• keytype 为键类型。
• valuetype 是键对应的值类型。

在声明的时候不需要知道 map 的长度，因为 map 是可以动态增长的，未初始化的 map 的值是 nil，使用函数 len() 可以获取 map 中 键值对的数目。

package main
import "fmt"
func main() {var mapLit map[string]intvar mapAssigned map[string]intmapLit = map[string]int{"one": 1, "two": 2}mapAssigned = mapLit//mapAssigned 是 mapList 的引用，对 mapAssigned 的修改也会影响到 mapList 的值。mapAssigned["two"] = 3fmt.Printf("Map literal at \"one\" is: %d\n", mapLit["one"])fmt.Printf("Map assigned at \"two\" is: %d\n", mapLit["two"])fmt.Printf("Map literal at \"ten\" is: %d\n", mapLit["ten"])
}

map的另外一种创建方式：

make(map[keytype]valuetype)

切记不要使用new创建map，否则会得到一个空引用的指针

map 可以根据新增的 key-value 动态的伸缩，因此它不存在固定长度或者最大限制，但是也可以选择标明 map 的初始容量 capacity，格式如下：

make(map[keytype]valuetype, cap)

例如：

map2 := make(map[string]int, 100)

当 map 增长到容量上限的时候，如果再增加新的 key-value，map 的大小会自动加 1，所以出于性能的考虑，对于大的 map 或者会快速扩张的 map，即使只是大概知道容量，也最好先标明。

既然一个 key 只能对应一个 value，而 value 又是一个原始类型，那么如果一个 key 要对应多个值怎么办？

答案是：使用切片

例如，当我们要处理 unix 机器上的所有进程，以父进程（pid 为整形）作为 key，所有的子进程（以所有子进程的 pid 组成的切片）作为 value。

通过将 value 定义为 []int 类型或者其他类型的切片，就可以优雅的解决这个问题，示例代码如下所示：

mp1 := make(map[int][]int)
mp2 := make(map[int]*[]int)

5.1 遍历map

map 的遍历过程使用 for range 循环完成，代码如下：

scene := make(map[string]int)
scene["cat"] = 66
scene["dog"] = 4
scene["pig"] = 960
for k, v := range scene {fmt.Println(k, v)
}

注意：map是无序的，不要期望 map 在遍历时返回某种期望顺序的结果

5.2 删除

使用 delete() 内建函数从 map 中删除一组键值对，delete() 函数的格式如下：

delete(map, 键)

map 为要删除的 map 实例，键为要删除的 map 中键值对的键。

scene := make(map[string]int)
// 准备map数据
scene["cat"] = 66
scene["dog"] = 4
scene["pig"] = 960
delete(scene, "dog")
for k, v := range scene {fmt.Println(k, v)
}

Go语言中并没有为 map 提供任何清空所有元素的函数、方法，清空 map 的唯一办法就是重新 make 一个新的 map，不用担心垃圾回收的效率，Go语言中的并行垃圾回收效率比写一个清空函数要高效的多。

注意map 在并发情况下，只读是线程安全的，同时读写是线程不安全的。

5.3 线程安全的map

并发情况下读写 map 时会出现问题，代码如下：

// 创建一个int到int的映射
m := make(map[int]int)
// 开启一段并发代码
go func() {// 不停地对map进行写入for {m[1] = 1}
}()
// 开启一段并发代码
go func() {// 不停地对map进行读取for {_ = m[1]}
}()
// 无限循环, 让并发程序在后台执行
for {
}

运行代码会报错，输出如下：

fatal error: concurrent map read and map write

错误信息显示，并发的 map 读和 map 写，也就是说使用了两个并发函数不断地对 map 进行读和写而发生了竞态问题，map 内部会对这种并发操作进行检查并提前发现。

需要并发读写时，一般的做法是加锁，但这样性能并不高，Go语言在 1.9 版本中提供了一种效率较高的并发安全的 sync.Map，sync.Map 和 map 不同，不是以语言原生形态提供，而是在 sync 包下的特殊结构。

sync.Map 有以下特性：

• 无须初始化，直接声明即可。
• sync.Map 不能使用 map 的方式进行取值和设置等操作，而是使用 sync.Map 的方法进行调用，Store 表示存储，Load 表示获取，Delete 表示删除。
• 使用 Range 配合一个回调函数进行遍历操作，通过回调函数返回内部遍历出来的值，Range 参数中回调函数的返回值在需要继续迭代遍历时，返回 true，终止迭代遍历时，返回 false。

package main
import ("fmt""sync"
)
func main() {//sync.Map 不能使用 make 创建var scene sync.Map// 将键值对保存到sync.Map//sync.Map 将键和值以 interface{} 类型进行保存。scene.Store("greece", 97)scene.Store("london", 100)scene.Store("egypt", 200)// 从sync.Map中根据键取值fmt.Println(scene.Load("london"))// 根据键删除对应的键值对scene.Delete("london")// 遍历所有sync.Map中的键值对//遍历需要提供一个匿名函数，参数为 k、v，类型为 interface{}，每次 Range() 在遍历一个元素时，都会调用这个匿名函数把结果返回。scene.Range(func(k, v interface{}) bool {fmt.Println("iterate:", k, v)return true})
}

sync.Map 为了保证并发安全有一些性能损失，因此在非并发情况下，使用 map 相比使用 sync.Map 会有更好的性能。

6. nil

在Go语言中，布尔类型的零值（初始值）为 false，数值类型的零值为 0，字符串类型的零值为空字符串""，而指针、切片、映射、通道、函数和接口的零值则是 nil。

nil和其他语言的null是不同的。

nil 标识符是不能比较的

package main
import ("fmt"
)
func main() {//invalid operation: nil == nil (operator == not defined on nil)fmt.Println(nil==nil)
}

nil 不是关键字或保留字

nil 并不是Go语言的关键字或者保留字，也就是说我们可以定义一个名称为 nil 的变量，比如下面这样：

//但不提倡这样做
var nil = errors.New("my god")

nil 没有默认类型

package main
import ("fmt"
)
func main() {//error :use of untyped nilfmt.Printf("%T", nil)print(nil)
}

不同类型 nil 的指针是一样的

package main
import ("fmt"
)
func main() {var arr []intvar num *intfmt.Printf("%p\n", arr)fmt.Printf("%p", num)
}

nil 是 map、slice、pointer、channel、func、interface 的零值

package main
import ("fmt"
)
func main() {var m map[int]stringvar ptr *intvar c chan intvar sl []intvar f func()var i interface{}fmt.Printf("%##v\n", m)fmt.Printf("%##v\n", ptr)fmt.Printf("%##v\n", c)fmt.Printf("%##v\n", sl)fmt.Printf("%##v\n", f)fmt.Printf("%##v\n", i)
}

零值是Go语言中变量在声明之后但是未初始化被赋予的该类型的一个默认值。

不同类型的 nil 值占用的内存大小可能是不一样的

package main
import ("fmt""unsafe"
)
func main() {var p *struct{}fmt.Println( unsafe.Sizeof( p ) ) // 8var s []intfmt.Println( unsafe.Sizeof( s ) ) // 24var m map[int]boolfmt.Println( unsafe.Sizeof( m ) ) // 8var c chan stringfmt.Println( unsafe.Sizeof( c ) ) // 8var f func()fmt.Println( unsafe.Sizeof( f ) ) // 8var i interface{}fmt.Println( unsafe.Sizeof( i ) ) // 16
}

具体的大小取决于编译器和架构

7. new和make

make 关键字的主要作用是创建 slice、map 和 Channel 等内置的数据结构，而 new 的主要作用是为类型申请一片内存空间，并返回指向这片内存的指针。

1. make 分配空间后，会进行初始化，new分配的空间被清零
2. new 分配返回的是指针，即类型 *Type。make 返回引用，即 Type；
3. new 可以分配任意类型的数据；