Go基础——数组、切片、集合

1、数组

数组是具有相同唯一类型的一组已编号且长度固定的数据项序列，这种类型可以是任意的原始类型例如整型、字符串或者自定义类型。
Go 语言数组声明需要指定元素类型及元素个数，与C语言稍微有所区别：

package main

import "fmt"

func main() {
	var array1 [10]int
	array1 = [10]int{1, 2, 3}              // 未赋值的数组位补0
	var array2 = [5]string{"a", "b"}       // 未赋值的数组位补空值
	array3 := [...]float32{1: 1.1, 2: 2.3} // 定义未确定长度的数组，并且给索引1和索引2赋值
	fmt.Println(array1)
	fmt.Println(array2)
	fmt.Println(array3)
	
	// 如果忽略 [] 中的数字不设置数组大小，Go 语言会根据元素的个数来设置数组的大小
	array4 := []int{1, 2, 3}  // 实际为切片
	fmt.Println(array4)
	array5 := add(array4) // 将数组作为参数传递
	fmt.Println(array5)
}

func add(arr []int) []int { 
	sum := 0
	for i := 0; i < len(arr); i++ { // 与python一样，len计算长度
		sum += arr[i]
		arr[i] += 1
	}
	fmt.Println("re:", sum)
	return arr
}

注意：在 Go 语言中，数组的大小是类型的一部分，因此不同大小的数组是不兼容的， [5]int 和 [10]int 是不同的类型。形参数组定义长度须与传参保持一致,函数传参时需特别注意！
多维数组与其他语言类似：

package main

import "fmt"

func main() {
	arrays := [5][5]int{
		{1, 2, 3, 4, 5},
		{9, 8, 7, 6, -1},
	}
	fmt.Println(arrays)
	access(arrays)
}
func access(arr [5][5]int) {  // 形参数组定义长度须与传参保持一致
	// 可通过len得到数组长度，用于不知道数组长度时
	rows := len(arr)    // 数组行数
	cols := len(arr[0]) // 数组列数
	for i := 0; i < rows; i++ {
		for j := 0; j < cols; j++ {
			fmt.Print(arr[i][j])
		}
		fmt.Print("\n")
	}
}

数组对比：可判断两个数组的元素是否相同，但两数组长度不相等是不能进行 == 运算

 func contrast() {
	array1 := [4]int{1, 2, 3, 4}
	array2 := [4]int{1, 1, 2, 3}
	fmt.Println(array1 == array2)   // false
}

2、切片

Go 语言切片是对数组的抽象。Go 数组的长度不可改变，在特定场景中这样的集合就不太适用，Go 中提供了一种灵活，功能强悍的内置类型切片(“动态数组”)，与数组相比切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大。

// 声明一个未指定大小的数组来定义切片：
var identifier []type

上代码：

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
)

func main() {
	array := [5]int{1, 2, 4, 5, 6}
	fmt.Println("array 类型：", reflect.TypeOf(array)) // array 类型： [5]int

	s := array[:]
	fmt.Println("s 类型：", reflect.TypeOf(s)) // s 类型： []int
	fmt.Println(s)                          // [1 2 4 5 6]

	// 切片，跟其他语言一样，左闭右开
	sli1 := array[1:3]
	sli2 := array[:len(array)-1]
	sli3 := array[0:]
	// sli1 := array[1:]
	// sli1 := array[1:]
	slic4 := make([]int, 2, 3)  // 长度为2，容量为3的切片
	fmt.Println(sli1) // [2 4]
	fmt.Println(sli2) // [1 2 4 5]
	fmt.Println(sli3) // [1 2 4 5 6]
	fmt.Println(sli4)  // [0 0]  make创建的切片初始值为0，不等于nil
	slis()
}

func slis() {
	array1 := [8]int{1, 2, 3, 4}
	s1 := array1[:]
	s2 := []int{1, 2, 5, 7}
	var s3 []int                         // 允许创建nil 空切片
	fmt.Println("array1-cap: ", cap(s1)) // array1-cap:  8
	fmt.Println("s2-cap: ", cap(s2))     // s2-cap:  4
	if s3 == nil {                       // nil是一种特殊的值，表示没有任何指针指向的对象。相当于null
		fmt.Println("s3-cap: ", cap(s3)) // 0
	}

	array2 := []int{8, 9, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
	fmt.Println("array2-cap: ", array2, cap(array2))
	array2 = append(array2, 1)
	fmt.Println("array2-append-cap: ", array2, cap(array2))

}

切片可以看做是一个数组，索引、访问都是一样的，并且可以进行增删。
切片除了长度（len），还有容量（cap）：容量（capacity）表示切片底层数组中可以容纳的元素数量。切片的容量可以预先分配更多的内存空间，以减少在运行时动态扩展切片的开销。当知道切片可能需要的最大元素数量时，可以通过设置合适的容量来避免频繁的内存分配和数据复制。切片的容量可以用于控制内存的使用。当创建一个切片时，Go语言会根据切片的长度和容量分配相应的内存空间。通过合理设置切片的容量，可以更好地控制内存的使用情况，避免不必要的内存浪费。但是切片的容量并不限制切片的长度，切片的长度可以根据需要动态增长，只要不超过容量的上限。当切片的长度超过容量时，Go语言会自动分配更大的内存空间（一般自动分配为原容量的2倍），并将原有数据复制到新的内存位置。因此，合理地设置切片的容量可以提高程序的性能和内存管理效率，但需要根据具体的应用场景和数据规模来进行权衡和选择。

append()函数：向slice里面追加一个或多个元素，然后返回一个和slice一样类型的slice。通过append也可实现对切片元素的删除。

arr := []int{1, 2}
arr = append(arr, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 'a')  // 单引号返回字符ASCII值
fmt.Println(arr)  // [1 2 3 4 5 6 7 8 97]

arrs := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
arrs = append(arrs[:1], arrs[4:]...)  // 删除索引1到索引3处的元素
fmt.Println(arrs)   // [1 5 6 7 8 9]

copy()函数：用于将源切片中的元素复制到目标切片中。

func copy(dst_slice, src_slice []Type) int

dst_slice是目标切片，src_slice是源切片，Type是切片元素的类型。函数返回为一个整数值，表示实际复制的元素个数（即src和dst的最小长度）

• dst_slice和src_slice的底层数组必须是相同类型的。例如，不能将一个 []int 类型的切片复制到一个 []string 类型的切片中。
• copy() 函数不会对切片本身进行初始化，所以在使用 copy() 之前，必须确保目标切片 dst_slice 已经初始化。
• copy() 不会自动扩容：copy() 函数只会复制dst_slice 切片能容纳的元素数量，如果dst_slice 的容量不足以容纳 src_slice 的所有元素，多余的元素将被丢弃。如果需要将src_slice切片的所有元素复制到dst_slice切片中，并且确保 dst_slice具有足够的容量，需要在复制前先对 dst进行扩容。可以使用 append() 函数来实现切片的扩容，然后再调用 copy() 函数进行复制。
• copy()函数会将src_slice中的元素逐个复制到dst_slice，不会对切片进行扩容或缩容。
• copy()函数不会创建新的切片，它只是修改目标切片的内容。

func sli_copy() {
	sli1 := []int{9, 8, 7, 6, 5, 4}
	sli2 := make([]int, 6)
	num := copy(sli2, sli1)
	fmt.Println(sli2, num) // [9 8 7 6 5 4]  6

	sli3 := make([]int, 2)  
	num2 := copy(sli3, sli1)  // copy 到短切片
	fmt.Println(sli3, num2) // [9 8] 2

	sli4 := make([]int, len(sli3))
	_ = copy(sli4, sli3)  // 切片copy后，内存地址不同
	fmt.Printf("Address: slic3:%p  slic4: %p", sli3, sli4)  // Address: slic3:0xc000016190  slic4: 0xc0000161c0

}

注意：当目标切片长度为0时，copy不会生效。如将一个长度为0的切片[]int分配给sli5。sli5的内部数组没有足够的空间来容纳copy操作中src切片中的元素。因此，copy操作不会生效，因为它没有足够的空间去存储复制的数据。

sli5 := make([]int, 0)
_ = copy(sli5, sli3)

3、集合

Go语言中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，所以可以像迭代数组和切片那样迭代它。不过，Map 是无序的，遍历 Map 时返回的键值对的顺序是不确定的。
在获取 Map 的值时，如果键不存在，返回该类型的零值，例如 int 类型的零值是 0，string 类型的零值是 “”。Map 是引用类型，如果将一个 Map 传递给一个函数或赋值给另一个变量，它们都指向同一个底层数据结构，因此对 Map 的修改会影响到所有引用它的变量。

/* 使用 make 函数 */
map_variable := make(map[KeyType]ValueType, initialCapacity)

其中 KeyType 是键的类型，ValueType 是值的类型，initialCapacity 是可选的参数，用于指定 Map 的初始容量。Map 的容量是指 Map 中可以保存的键值对的数量，当 Map 中的键值对数量达到容量时，Map 会自动扩容。如果不指定 initialCapacity，Go 语言会根据实际情况选择一个合适的值。

func MapCreate() {
	map1 := make(map[string]int) // 空map
	map1["a"] = 1                // 与python一样，直接访问键，增加或修改值
	fmt.Println(len(map1))       // 1

	map2 := map[string]float32{ // 字面量创建
		"aa": 1.5,
		"bb": 2.0,
		"cc": 3.36,
	}
	fmt.Println(map2)

	// 遍历
	for k, v := range map2 {
		fmt.Printf("key=%s, value=%.2f\n", k, v)
	}

	// 删除
	delete(map2, "cc")
	fmt.Println(map2) // map[aa:1.5 bb:2]
}

delete() 函数用于删除集合的元素, 参数为 map 和其对应的 key。如果map中不存在指定的键，那么delete函数什么也不做。

4、范围（range）

range 关键字用于 for 循环中迭代数组(array)、切片(slice)、通道(channel)或集合(map)的元素。在数组和切片中它返回元素的索引和索引对应的值，在集合中返回 key-value 对。
先看切片的range：

	for i, v := range pow {
		fmt.Printf("索引：%d, 元素：%d \n", i, v)
	}

	// 此时遍历得到的是索引
	for i := range pow {
		fmt.Printf("%d ", i)
	}

	fmt.Printf("\n")
	
	// 此时遍历得到的是索引
	for _, v := range pow {
		fmt.Printf("%d ", v)
	}
	fmt.Printf("\n")
	
	// 不需要使用内部元素时
	lens := 0
	for range pow {
		lens++
	}

集合的range：

func MapRange() {
	map1 := map[string]int{
		"num1": 100,
		"num2": 101,
		"num3": 102,
		"num4": 103,
	}
	// 键值对遍历
	for key, vale := range map1 {
		fmt.Printf("key: %s  value: %d \n", key, vale)
	}
	// 只遍历建
	for key := range map1 {
		fmt.Printf("key: %s \n", key)
	}
	// 只遍历值
	for _, vale := range map1 {
		fmt.Printf("value: %d \n", vale)
	}

	//range也可以用来枚举 Unicode 字符串。第一个参数是字符的索引，第二个是字符（Unicode的值）本身。
	for i, c := range "go" {
		fmt.Println(i, c)
	}
	// 0 103
	// 1 111

	for i, c := range "中文啊" {
		fmt.Println(i, c)
	}
	// 0 20013
	// 3 25991
	// 6 21834
}

与切片类似，但比较有意思的是当range范围是字符串时，遍历返回的是字符的Unicode编码值；而且当字符串是中文时，并且采用UTF-8编码时，一个中文占用3字节，如“中文啊”字节序列为：“E4 B8 AD E6 96 87 E5 95 8A”，每个字节对应一个Unicode码点，每三个字节表示一个汉字。上述 i 则是Unicode码点的索引，c则是对应的UTF-8编码。