本文主要介紹Go語言中切片(slice)及它的基本使用。因為數組的長度是固定的并且數組長度屬于類型的一部分,所以數組有很多的局限性。 例如:
func arraySum(x [3]int) int{
sum := 0
for _, v := range x{
sum = sum v
}
return sum
}
這個求和函數隻能接受[3]int類型,其他的都不支持。 再比如,
a := [3]int{1, 2, 3}
數組a中已經有三個元素了,我們不能再繼續往數組a中添加新元素了。
一、切片切片(Slice)是一個擁有相同類型元素的可變長度的序列。它是基于數組類型做的一層封裝。它非常靈活,支持自動擴容。切片是一個引用類型,它的内部結構包含地址、長度和容量。切片一般用于快速地操作一塊數據集合。
1.1切片的定義聲明切片類型的基本語法如下:
var name []T
其中,
• name:表示變量名
• T:表示切片中的元素類型
舉個例子:
unc main() {
// 聲明切片類型
var a []string //聲明一個字符串切片
var b = []int{} //聲明一個整型切片并初始化
var c = []bool{false, true} //聲明一個布爾切片并初始化
var d = []bool{false, true} //聲明一個布爾切片并初始化
fmt.Println(a) //[]
fmt.Println(b) //[]
fmt.Println(c) //[false true]
fmt.Println(a == nil) //true
fmt.Println(b == nil) //false
fmt.Println(c == nil) //false
// fmt.Println(c == d) //切片是引用類型,不支持直接比較,隻能和nil比較
}
切片擁有自己的長度和容量,我們可以通過使用内置的len()函數求長度,使用内置的cap()函數求切片的容量。
1.3切片表達式切片表達式從字符串、數組、指向數組或切片的指針構造子字符串或切片。它有兩種變體:一種指定low和high兩個索引界限值的簡單的形式,另一種是除了low和high索引界限值外還指定容量的完整的形式。
簡單切片表達式切片的底層就是一個數組,所以我們可以基于數組通過切片表達式得到切片。 切片表達式中的low和high表示一個索引範圍(左包含,右不包含),也就是下面代碼中從數組a中選出1<=索引值<4的元素組成切片s,得到的切片長度=high-low,容量等于得到的切片的底層數組的容量。
func main() {
a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
s := a[1:3] // s := a[low:high]
fmt.Printf("s:%v len(s):%v cap(s):%v\n", s, len(s), cap(s))
}
輸出:
s:[2 3] len(s):2 cap(s):4
為了方便起見,可以省略切片表達式中的任何索引。省略了low則默認為0;省略了high則默認為切片操作數的長度:
a[2:] // 等同于 a[2:len(a)]
a[:3] // 等同于 a[0:3]
a[:] // 等同于 a[0:len(a)]
注意:對于數組或字符串,如果0 <= low <= high <= len(a),則索引合法,否則就會索引越界(out of range)。對切片再執行切片表達式時(切片再切片),high的上限邊界是切片的容量cap(a),而不是長度。常量索引必須是非負的,并且可以用int類型的值表示;對于數組或常量字符串,常量索引也必須在有效範圍内。如果low和high兩個指标都是常數,它們必須滿足low <= high。如果索引在運行時超出範圍,就會發生運行時panic。
func main() {
a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
s := a[1:3] // s := a[low:high]
fmt.Printf("s:%v len(s):%v cap(s):%v\n", s, len(s), cap(s))
s2 := s[3:4] // 索引的上限是cap(s)而不是len(s)
fmt.Printf("s2:%v len(s2):%v cap(s2):%v\n", s2, len(s2), cap(s2))
}
輸出:
s:[2 3] len(s):2 cap(s):4
s2:[5] len(s2):1 cap(s2):1
對于數組,指向數組的指針,或切片a(注意不能是字符串)支持完整切片表達式:
a[low : high : max]
上面的代碼會構造與簡單切片表達式a[low: high]相同類型、相同長度和元素的切片。另外,它會将得到的結果切片的容量設置為max-low。在完整切片表達式中隻有第一個索引值(low)可以省略;它默認為0。
func main() {
a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
t := a[1:3:5]
fmt.Printf("t:%v len(t):%v cap(t):%v\n", t, len(t), cap(t))
}
輸出結果:
t:[2 3] len(t):2 cap(t):4
完整切片表達式需要滿足的條件是0 <= low <= high <= max <= cap(a),其他條件和簡單切片表達式相同。
1.4 使用make()函數構造切片我們上面都是基于數組來創建的切片,如果需要動态的創建一個切片,我們就需要使用内置的make()函數,格式如下:make([]T, size, cap)其中:
舉個例子:
func main() {
a := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a) //[0 0]
fmt.Println(len(a)) //2
fmt.Println(cap(a)) //10
}
上面代碼中a的内部存儲空間已經分配了10個,但實際上隻用了2個。 容量并不會影響當前元素的個數,所以len(a)返回2,cap(a)則返回該切片的容量。
1.5 切片本質切片的本質就是對底層數組的封裝,它包含了三個信息:底層數組的指針、切片的長度(len)和切片的容量(cap)。舉個例子,現在有一個數組a := [8]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7},切片s1 := a[:5],相應示意圖如下。
切片s2 := a[3:6],相應示意圖如下:
1.6 判斷切片是否為空
要檢查切片是否為空,請始終使用len(s) == 0來判斷,而不應該使用s == nil來判斷。
二、切片不能直接比較切片之間是不能比較的,我們不能使用==操作符來判斷兩個切片是否含有全部相等元素。 切片唯一合法的比較操作是和nil比較。 一個nil值的切片并沒有底層數組,一個nil值的切片的長度和容量都是0。但是我們不能說一個長度和容量都是0的切片一定是nil,例如下面的示例:
var s1 []int //len(s1)=0;cap(s1)=0;s1==nil
s2 := []int{} //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nil
s3 := make([]int, 0) //len(s3)=0;cap(s3)=0;s3!=nil
所以要判斷一個切片是否是空的,要是用len(s) == 0來判斷,不應該使用s == nil來判斷。
三、切片的賦值拷貝下面的代碼中演示了拷貝前後兩個變量共享底層數組,對一個切片的修改會影響另一個切片的内容,這點需要特别注意。
func main() {
s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
s2 := s1 //将s1直接賦值給s2,s1和s2共用一個底層數組
s2[0] = 100
fmt.Println(s1) //[100 0 0]
fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}
切片的遍曆方式和數組是一緻的,支持索引遍曆和for range遍曆。
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)
}
}
Go語言的内建函數append()可以為切片動态添加元素。 可以一次添加一個元素,可以添加多個元素,也可以添加另一個切片中的元素(後面加…)。
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:通過var聲明的零值切片可以在append()函數直接使用,無需初始化。
var s []int
s = append(s, 1, 2, 3)
沒有必要像下面的代碼一樣初始化一個切片再傳入append()函數使用,
s := []int{} // 沒有必要初始化
s = append(s, 1, 2, 3)
var s = make([]int) // 沒有必要初始化
s = append(s, 1, 2, 3)
每個切片會指向一個底層數組,這個數組的容量夠用就添加新增元素。當底層數組不能容納新增的元素時,切片就會自動按照一定的策略進行“擴容”,此時該切片指向的底層數組就會更換。“擴容”操作往往發生在append()函數調用時,所以我們通常都需要用原變量接收append函數的返回值。舉個例子:
func main() {
//append()添加元素和切片擴容
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)
}
}
輸出:
[0] len:1 cap:1 ptr:0xc0000a8000
[0 1] len:2 cap:2 ptr:0xc0000a8040
[0 1 2] len:3 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[0 1 2 3] len:4 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[0 1 2 3 4] len:5 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5] len:6 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6] len:7 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6 7] len:8 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6 7 8] len:9 cap:16 ptr:0xc0000b8000
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] len:10 cap:16 ptr:0xc0000b8000
從上面的結果可以看出:
var citySlice []string
// 追加一個元素
citySlice = append(citySlice, "北京")
// 追加多個元素
citySlice = append(citySlice, "上海", "廣州", "深圳")
// 追加切片
a := []string{"成都", "重慶"}
citySlice = append(citySlice, a...)
fmt.Println(citySlice) //[北京 上海 廣州 深圳 成都 重慶]
可以通過查看$GOROOT/src/runtime/slice.go源碼,其中擴容相關代碼如下:
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
}
}
}
從上面的代碼可以看出以下内容:
首先我們來看一個問題:
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]
}
由于切片是引用類型,所以a和b其實都指向了同一塊内存地址。修改b的同時a的值也會發生變化。Go語言内建的copy()函數可以迅速地将一個切片的數據複制到另外一個切片空間中,copy()函數的使用格式如下:
copy(destSlice, srcSlice []T)
其中:
舉個例子:
func main() {
// copy()複制切片
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
c := make([]int, 5, 5)
copy(c, a) //使用copy()函數将切片a中的元素複制到切片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]
}
Go語言中并沒有删除切片元素的專用方法,我們可以使用切片本身的特性來删除元素。 代碼如下:
func main() {
// 從切片中删除元素
a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
// 要删除索引為2的元素
a = append(a[:2], a[3:]...)
fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}
堆棧:每次添加在隊尾,移除元素在隊尾(先進後出)
隊列:每次添加在隊尾,移除元素在隊首(先進先出)
//隊列實現
queue := []int{}
queue = append(queue, 1)
queue = append(queue, 2)
queue = append(queue, 3)
queue = append(queue, 4)
queue = append(queue, 5)
//1,2,3,4,5
fmt.Println(queue[0])
queue = queue[1:]
fmt.Println(queue)
//堆棧實現
stack := []int{}
stack= append(stack, 1)
stack= append(stack, 2)
stack= append(stack, 3)
stack= append(stack, 4)
stack= append(stack, 5)
fmt.Println(stack[len(stack)-1])
stack = stack[:len(stack)-1]
fmt.Println(stack)
GO 複制 全屏
總結一下就是:要從切片a中删除索引為index的元素,操作方法是a = append(a[:index], a[index 1:]...)
十、練習題1.請寫出下面代碼的輸出結果。
func main() {
var a = make([]string, 5, 10)
for i := 0; i < 10; i {
a = append(a, fmt.Sprintf("%v", i))
}
fmt.Println(a)
}
2.請使用内置的sort包對數組var a = [...]int{3, 7, 8, 9, 1}進行排序(附加題,自行查資料解答)。
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