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go语言中数组、map和切片的异同

article 2025/3/19 20:45:12

在Go语言中，数组、切片（slice）和映射（map）是三种常用的数据结构，它们在用途和特性上有显著差异。以下是它们的异同总结：

相同点

集合类型：三者都用于存储一组数据。
元素访问：支持通过索引（数组/切片）或键（map）直接访问元素。
类型安全：元素类型固定（数组和切片元素类型一致，map的键和值类型固定）。

复合字面量初始化：均可通过字面量语法初始化，例如：

arr := [3]int{1, 2, 3}        // 数组
sli := []int{1, 2, 3}         // 切片
m := map[string]int{"a": 1}   // map

不同点

特性	数组（Array）	切片（Slice）	映射（Map）
类型性质	值类型（赋值/传参时复制整个数组）	引用类型（底层基于数组，传递时共享数据）	引用类型（传递时共享底层哈希表）
长度	固定长度，声明时确定（如 `[3]int`）	动态长度，可自动扩容（通过 `append`）	动态长度，随键值对增减自动扩展
内存分配	连续内存块，栈或堆上分配	结构体（包含指针、长度、容量），指向底层数组	哈希表实现，内存结构较复杂
键/索引类型	整数索引（从0开始）	整数索引（从0开始）	任意可哈希类型（如 `int`, `string`, 结构体等）
初始化方式	直接声明或字面量（需指定长度）	通过 `make`、切片表达式或字面量（无需长度）	必须通过 `make` 或字面量初始化（否则为 `nil`）
容量管理	固定容量	有容量（`cap`）概念，可动态扩容（通常翻倍）	无容量概念，自动处理底层存储扩展
性能特点	访问速度最快（连续内存，无额外开销）	接近数组，但追加/扩容可能触发复制	哈希表查询（O(1) 平均复杂度，但存在哈希冲突）
零值	所有元素为类型零值（如 `[3]int{}` → `[0,0,0]`）	`nil`（未初始化，无底层数组）	`nil`（未初始化，无法直接添加键值对）
线程安全	非并发安全	非并发安全	非并发安全
典型用途	固定大小的数据块（如矩阵、配置）	动态集合（如列表、动态数组）	键值关联（如字典、缓存）

关键细节

数组：
- 长度是类型的一部分，[3]int 和 [5]int 是不同的类型。
- 值传递导致复制开销，适合小数据集。
切片：
- 底层依赖数组，多个切片可共享同一数组（修改相互影响）。
- append 可能触发扩容，返回新切片（需重新赋值）。
- 空切片（[]int{}）和 nil 切片（未初始化）行为类似但不等价。
映射：
- 键必须支持 == 操作，禁止使用切片、函数等不可哈希类型。
- 遍历顺序随机（Go 设计特性），不能依赖顺序。
- 并发读写需加锁或使用 sync.Map。

示例对比

// 数组
arr := [3]int{1, 2, 3}  // 长度固定为3

// 切片
sli := make([]int, 2, 5) // 长度2，容量5
sli = append(sli, 4)     // 长度变为3，容量可能扩容

// 映射
m := make(map[string]int)
m["key"] = 10            // 动态添加键值对