Golang 学习：数据

一、Array

　　Array 就是数组。它的定义方式：

var arr [n]type 在[n]type中，n表示数组长度，type表示存储元素的类型。对数组的操作和其它语言类似，都是通过[]来进行读取或赋值。 　　但Go 中的Array较其它语言有一些差异。 数组是值类型，赋值和传参会复制整个数组，而不是指针。数组长度必须是常量，且是类型的组成部分。[2]int 和 [3]int 是不同的类型。支持 “==”、“！=”操作符，因为内存总是被初始化过的。

指针数组[n]T，数组指针 [n]T.

可以用复合语句初始化。

a := [3]int{1, 2} // 未初始化元素值为 0。 b := [...]int{1, 2, 3, 4} // 通过初始化值确定数组长度。 c := [5]int{2: 100, 4:200} // 使用索引号初始化元素。 d := [...]struct { name string age uint8 }{ {"user1", 10}, // 可省略元素类型。 {"user2", 20}, // 别忘了最后一行的逗号。 } 支持多维数组 a := [2][3]int{{1, 2, 3}, {4, 5, 6}} b := [...][2]int{{1, 1}, {2, 2}, {3, 3}} // 第 2 纬度不能用 "..."。 值拷贝行为会造成性能问题，通常建议使用slice或者数组指针。 func test(x [2]int) { fmt.Printf("x: %p\n", &x) x[1] = 1000 } func main() { a := [2]int{} fmt.Printf("a: %p\n", &a) test(a) fmt.Println(a) }

输出结果：

a: 0x114c20e0 x: 0x114c2120 [0 0] ///值拷贝 内置函数 len 和 cap 都会返回数组长度（元素数量）。 a := [2]int{} println(len(a), cap(a)) // 2, 2

二、slice

　　slice 有类似动态数组的功能。注意slice和数组在声明时的区别：声明数组时，方括号内写明了数组的长度或使用…自动计算长度，而声明slice时，方括号内没有任何字符。

var fslice []int

　　但是slice并不是数组或者数组指针。它通过内部指针和相关属性引用数组片段，以实现变长方案。

///runtime.h struct Slice { // must not move anything byte* array; // actual data uintgo len; // number of elements uintgo cap; // allocated number of elements }; 引用类型。但自身是结构体，值拷贝传递。属性len表示可用元素数量，读写操作不能超过该限制。属性cap表示最大扩张容量，不能超出数组限制。如果slice==nil，那么len、cap结果都是等于0。 slice可以从一个数组或一个已经存在的slice中再次声明。slice通过array[i:j]来获取，其中i是数组的开始位置，j是结束位置，但不包含array[j]，它的长度是j-i。 data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6} slice := data[1:4:5] // [low : high : max]

结构如下：

+- low high-+ +- max len = high - low | | | cap = max - low +---+---+---+---+---+---+---+ +---------+---------+---------+ data | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | slice | pointer | len = 3 | cap = 4 | +---+---+---+---+---+---+---+ +---------+---------+---------+ |<-- len -->| | | | | | |<---- cap ---->| | | | +---<<<- slice.array pointer ---<<<----+ 创建表达式使用的是元素索引号，而非数量。 data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} expression slice len cap comment ------------+----------------------+------+-------+--------------------- data[:6:8] [0 1 2 3 4 5] 6 8 省略 low. data[5:] [5 6 7 8 9] 5 5 省略 high、max。 data[:3] [0 1 2] 3 10 省略 low、max。 data[:] [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 10 10 全部省略。 读写操作实际目标是底层数组，只需注意索引号的差别。 func main() { data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5} s := data[2:4] s[0] += 100 s[1] += 200 fmt.Println(s) fmt.Println(data) }

输出结果：

[102 203] [0 1 102 203 4 5] 可以直接创建slice对象，自动分配底层数组。 func main() { s1 := []int{0, 1, 2, 3, 8: 100} // 通过初始化表达式构造，可使用索引号。 fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1)) s2 := make([]int, 6, 8) // 使用 make 创建，指定 len 和 cap 值。 fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2)) s3 := make([]int, 6) // 省略 cap，相当于 cap = len。 fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3)) }

输出结果:

[0 1 2 3 0 0 0 0 100] 9 9 [0 0 0 0 0 0] 6 8 [0 0 0 0 0 0] 6 6 使用make动态创建slice，避免数组必须必须用常量做长度的麻烦。还可以用指针直接访问底层数组，退化成普通数组操作。 s := []int{0, 1, 2, 3} p := &s[2] // *int, 获取底层数组元素指针。 *p += 100 fmt.Println(s)

输出结果：

[0 1 102 3] [][]T是指元素类型为[]T data := [][]int{ []int{1, 2, 3}, []int{100, 200}, []int{11, 22, 33, 44}, } 可以直接修改 struct array/slice 成员 func main() { d := [5]struct { x int }{} s := d[:] d[1].x = 10 s[2].x = 20 fmt.Println(d) fmt.Printf("%p, %p, %p\n", &s, &d, &d[0]) }

输出结果：

[{0} {10} {20} {0} {0}] 0x116820e0, 0x1167f800, 0x1167f800

上面结果解释： 三个点：引用 、自身是结构体地址变化 、值拷贝传递

1. reslice

　　reslice 是基于已有的 slice创建新 slice对象，以便在cap允许范围内调整属性。

s := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} s1 := s[2:5] // [2 3 4] s2 := s1[2:6:7] // [4 5 6 7] s3 := s2[3:6] // Error

结构如下：

+---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ data | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | +---+---+---+---+---+---+---+---+---+---+ 0 2 5 +---+---+---+---+---+---+---+---+ s1 | 2 | 3 | 4 | | | | | | len = 3, cap = 8 +---+---+---+---+---+---+---+---+ 0 2 6 7 +---+---+---+---+---+ s2 | 4 | 5 | 6 | 7 | | len = 4, cap = 5 +---+---+---+---+---+ 0 3 4 5 +---+---+---+ s3 | 7 | 8 | X | error: slice bounds out of range +---+---+---+ 新旧对象依旧指向原底层数组。 s := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} s1 := s[2:5] // [2 3 4] s1[2] = 100 s2 := s1[2:6] // [100 5 6 7] s2[3] = 200 fmt.Println(s)

输出结果：

[0 1 2 3 100 5 6 200 8 9]

2. append

向 slice 尾部添加数据，返回新的 slice 对象。 func main() { s := make([]int, 0, 5) fmt.Printf("%p\n", &s) s2 := append(s, 1) fmt.Printf("%p\n", &s2) fmt.Println(s, s2) }

输出结果：

0x11482170 0x114821b0 [] [1] 简单点说，就是在array[slice.high]写数据。 func main() { data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} s := data[:3] s2 := append(s, 100, 200) fmt.Println(data) fmt.Println(s) fmt.Println(s2) }

输出结果：

[0 1 2 100 200 5 6 7 8 9] [0 1 2] [0 1 2 100 200] 一旦超出原slice.cap的限制，就会重新分配底层数组，即便原数组并未填满。 func main() { data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 10: 0} s := data[:2:3] fmt.Println(&s[0], &data[0]) s = append(s, 100, 200) // 一次 append 两个值，超出 s.cap 限制。 fmt.Println(s, data) // 重新分配底层数组，与原数组无关。 fmt.Println(&s[0], &data[0]) // 比对底层数组起始指针。 }

输出结果：

0x11488330 0x11488330 [0 1 100 200] [0 1 2 3 4 0 0 0 0 0 0] 0x1148bb40 0x11488330

输出结果分析：

append 后的 s 重新分配了底层数组，并复制了数据。 - 通常以 2 倍的容量重新分配底层数组。在大批量添加数据时，建议一次性分配足够大的空间，以减少内存分配和数据复制开销。或初始化足够长的len属性，改用索引号进行操作。及时释放不再使用的slice对象，避免持有过期数组，造成GC无法回收。

func main() { s := make([]int, 0, 1) c := cap(s) for i := 0; i < 50; i++ { s = append(s, i) if n := cap(s); n > c { fmt.Printf("cap: %d -> %d\n", c, n) c = n } } }

输出结果：

cap: 1 -> 2 cap: 2 -> 4 cap: 4 -> 8 cap: 8 -> 16 cap: 16 -> 32 cap: 32 -> 64

3. copy

　　函数 copy 在两个slice间赋值数据，复制长度以len小的为准。两个slice可指向同一底层数组，允许元素区间重叠。

func main() { data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} s := data[8:] s2 := data[:5] fmt.Println(s, s2) copy(s2, s) // dst:s2, src:s fmt.Println(s2) fmt.Println(data) }

输出结果：

[8 9] [0 1 2 3 4] [8 9 2 3 4] [8 9 2 3 4 5 6 7 8 9]

应该及时将所需的数据 copy 到较小的slice，以便释放较大的底层数组的内存

三、Map

　　map 就是 python 中的字典的概念相同。在Go中Map是引用类型，哈希表。键必须是支持相等运算符（==，！=）类型，比如：number、string、pointer、array、struct，以及对应的interface。值可以是任意类型，没有限制。

func main() { m := map[int]struct { name string age int }{ 1: {"user1", 10}, // 可省略元素类型。 2: {"user2", 20}, } println(m[1].name) }

输出结果：

user1 预先给make函数一个合理的元素数量参数，有助于提升性能。可以避免以后的扩张操作。 m := make(map[string]int, 1000)

常见的操作：

func main() { m := map[string]int{ "a": 1, } if v, ok := m["a"]; ok { // 判断 key 是否存在。 println(v, ok) } println(m["c"]) // 对于不存在的 key，直接返回 \0，不会出错。 m["b"] = 2 // 新增或修改。 delete(m, "c") // 删除。如果 key 不存在，不会出错。 println(len(m)) // 获取键值对数量。cap 无效。 for k, v := range m { // 迭代，可仅返回 key。随机顺序返回，每次都不相同。 println(k, v) } }

输出结果：

1 true 0 2 a 1 b 2

不能保证迭代顺序，这些适合 python 特性相同 - 从map中取回的是一个value临时复制品,对其成员修改是没有任何意义的。

func main() { type user struct{ name string } m := map[int]user{ // 当 map 因扩张而重新哈希时，各键值项存储位置都会发生改变。 因此，map 1: {"user1"}, // 被设计成 not addressable。 类似 m[1].name 这种期望透过原 value } // 指针修改成员的行为自然会被禁止。 m[1].name = "user2" println(m[1].name) }

运行结果：

cannot assign to struct field m[1].name in map 可以完整替换value或使用指针达到目的。 // 完整代替 value func main() { type user struct{ name string } m := map[int]user{ 1: {"user1"}, } tmp := m[1] tmp.name = "user2" m[1] = tmp println(m[1].name) } // 使用指针 func main() { type user struct{ name string } m := map[int]*user{ 1: &user{"user1"}, } m[1].name = "user2" // 返回的是指针复制品。透过指针修改原对象是允许的。 println(m[1].name) } 允许在迭代期间安全删除键值。但是如果有新增操作,意外不可知预料。 func main() { for i := 0; i < 5; i++ { m := map[int]string{ 0: "a", 1: "a", 2: "a", 3: "a", 4: "a", 5: "a", 6: "a", 7: "a", 8: "a", 9: "a", } for k := range m { m[k+k] = "x" delete(m, k) } fmt.Println(m) } }

输出结果：

map[14:x 8:x 18:x 32:x 12:x 20:x] map[10:x 2:x 14:x 16:x 18:x 24:x 8:x] map[12:x 14:x 10:x 18:x 32:x 4:x] map[4:x 6:x 12:x 20:x 16:x 28:x 18:x] map[8:x 12:x 18:x 10:x 14:x 16:x 2:x]

四、Struct

　　Go语言中，也和C或者其他语言一样，我们可以声明新的类型，作为其它类型的属性或字段的容器。struct是值类型,赋值和传参会复制全部内容.可以用”_”定义补位字段,支持指向自身的类型的指针成员。

type Node struct { _ int id int data *byte next *Node } func main() { n1 := Node{ id: 1, data: nil, } n2 := Node{ id: 2, data: nil, next: &n1, } } 顺序初始化必须包含全部字段，否则会报错。 type User struct { name string age int } u1 := User{"Tom", 20} u2 := User{"Tom"} // Error: too few values in struct initializer 支持匿名结构,可用作结构成员或定义变量。 type File struct { name string size int attr struct { perm int owner int } } f := File{ name: "test.txt", size: 1025, // attr: {0755, 1}, // Error: missing type in composite literal } f.attr.owner = 1 f.attr.perm = 0755 var attr = struct { perm int owner int }{2, 0755} f.attr = attr 支持”==”、”!=”相等操作符,可用作map键类型。 func main() { type User struct { id int name string } m := map[User]int{ User{1, "Tom"}: 100, } println(m[User{1,"Tom"}]) // 输出 100 } 可以定义字段标签,用反射读取。标签是类型的组成部分。 var u1 struct { name string "username" } //"username" 标签 var u2 struct { name string } u2 = u1 // Error: cannot use u1 (type struct { name string "username" }) as // type struct { name string } in assignment 空结构”节省“内存：实现 set 数据结构,或者实现没有状态只有方法的“静态类”。 var null struct{} set := make(map[string]struct{}) set["a"] = null

1. 匿名字段

匿名字段不过是一种语法糖，从根本上说，就是一个与成员类型同名（不包含包名）的字段。被匿名嵌入的可以是任意类型，也可以是指针。 type User struct { name string } type Manager struct { User title string } m := Manager{ User: User{"Tom"}, // 匿名字段的显式字段名，和类型名相同。 title: "Administrator", } 可以像普通字段那样访问匿名字段成员，编译器从外向内逐级查找所有的匿名字段，直到发现目标或出错。 ype Resource struct { id int } type User struct { Resource name string } type Manager struct { User title string } var m Manager m.id = 1 m.name = "Jack" m.title = "Administrator" 外层同名字段会遮蔽嵌入字段成员，相同层次的同名字段也会让编译器⽆所适从。解决⽅法是使用显式字段名。 type Resource struct { id int name string } type Classify struct { id int } type User struct { Resource // Resource.id 与 Classify.id 处于同⼀一层次。 Classify name string // 遮蔽 Resource.name。 } u := User{ Resource{1, "people"}, Classify{100}, "Jack", } println(u.name) // User.name: Jack println(u.Resource.name) // people // println(u.id) // Error: ambiguous selector u.id println(u.Classify.id) // 100 不能同时嵌入某一类型和其指针类型，因为它们名字相同。 type Resource struct { id int } type User struct { *Resource // Resource // Error: duplicate field Resource name string } u := User{ &Resource{1}, "Administrator", } println(u.id) println(u.Resource.id)

2. 面向对象

面向对象三大特征里，Go 仅支封装，尽管匿名字段的内存布局和行为类似继承。没有class 关键字，没有继承、多态等等。 type User struct { id int name string } type Manager struct { User title string } m := Manager{User{1, "Tom"}, "Administrator"} // var u User = m // Error: cannot use m (type Manager) as type User in assignment // 没有继承，自然也不会有多态。 var u User = m.User // 同类型拷贝。 内存布局和 C struct 相同，没有任何附加的 object 信息。 |<-------- User:24 ------->|<-- title:16 -->| +--------+-----------+------------+ +---------------+ m | 1 | string | string | | Administrator | [n]byte +--------+-----------+------------+ +---------------+ | | | | +--->>>------------------>>>--------+ | +--->>>-------------------->>>-----+ | +--->>>-------------------->>>-+ | | | | +--------+-----------+ +---------+ u | 1 | string | | Tom | [n]byte +--------+-----------+ +---------+ |<-id:8->|<-name:16->| 可用 unsafe 包相关函数输出内存地址信息。 m : 0x2102271b0, size: 40, align: 8 m.id : 0x2102271b0, offset: 0 m.name : 0x2102271b8, offset: 8 m.title: 0x2102271c8, offset: 24

五、总结

　　本部分主要介绍了 Go 数据：array、slice、map、struct。从介绍中，基本可以看到Go与C语言的一些相同之处，也可以看到它从现代语言中提取的优点。学习、记录、灵活使用！

六、参考资料

Go 学习笔记(雨痕)Go Web 编程