【golang学习之旅】复杂数据类型——数组

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1. 概念

有其他编程语言基础的同学应该对数组不生疏。数组是一种固定长度、同类型元素的有序集合。
   留意事项：如果我们想让数组元素类型为恣意类型的话可以利用空接口（后面的文章会提到）作为类型
  与许多其他编程语言中的数组类似，Go语言中的数组也通过索引来访问其元素，索引从0开始，直到数组长度减1。（数组以 0 开始在所有类 C 语言中是相似的）。数组的类型由其元素类型和长度共同决定，因此[5]int和[10]int被视为两种完全不同的类型。因此在 Go 语言中很少直接利用数组（不同长度的数组因为类型不同无法直接赋值）。和数组对应的类型是切片，切片是可以动态增长和收缩的序列，切片的功能也更加灵活，但是要理解切片的工作原理照旧要先理解数组。
下面介绍在Go语言中数组是如何声明和利用的。

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2. 数组的声明与初始化

2.1 声明数组

Go语言中声明数组的语法非常直观：

1. var arrayName [length]elementType

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其中，arrayName是数组的名称，length是数组的长度，elementType是数组元素的类型。例如，声明一个包含5个整数的数组：

1. var numbers [5]int // 定义长度为 5 的 int 型数组, 元素全部为 0

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在声明数组时，也可以同时初始化其元素：

1. var numbers = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

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或者，利用更简洁的语法：

1. numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

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另有其他的定义方法，比如：

1. var b = [...]int{1, 2, 3}       // 定义长度为 3 的 int 型数组, 元素为 1, 2, 3
2. var c = [...]int{2: 3, 1: 2}    // 定义长度为 3 的 int 型数组, 元素为 0, 2, 3
3. var d = [...]int{1, 2, 4: 5, 6} // 定义长度为 6 的 int 型数组, 元素为 1, 2, 0, 0, 5, 6

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• 第一种方式定义数组，可以在定义的时间次序指定全部元素的初始化值，数组的长度根据初始化元素的数目自动盘算。
  
• 第二种方式是以索引的方式来初始化数组的元素，因此元素的初始化值出现次序比力随意。这种初始化方式和 map[int]Type 类型的初始化语法类似。数组的长度以出现的最大的索引为准，没有明确初始化的元素依然用零值初始化。
  
• 第三种方式是混淆了第二种和第三种的初始化方式，前面两个元素采用次序初始化，第三第四个元素零值初始化，第五个元素通过索引初始化，末了一个元素跟在前面的第五个元素之后采用次序初始化。
  

2.2 其他类型数组

数组不仅仅可以用于数值类型，还可以定义字符串数组、结构体数组、函数数组、接口数组、管道数组等等：

1. // 字符串数组
2. var s1 = [2]string{"hello", "world"} // 显式指定长度为2
3. var s2 = [...]string{"你好", "世界"} // 使用...自动推导长度
4. var s3 = [...]string{1: "世界", 0: "你好", }// 使用...自动推导长度,并且显式地指定了元素的索引和值，这种方式允许我们以非顺序的方式初始化数组元素
6. // 结构体数组
7. var line1 [2]image.Point
8. var line2 = [...]image.Point{image.Point{X: 0, Y: 0}, image.Point{X: 1, Y: 1}}
9. var line3 = [...]image.Point{{0, 0}, {1, 1}}
11. // 图像解码器数组
12. var decoder1 [2]func(io.Reader) (image.Image, error)
13. var decoder2 = [...]func(io.Reader) (image.Image, error){
14.     png.Decode,
15.     jpeg.Decode,
16. }
18. // 接口数组
19. var unknown1 [2]interface{}
20. var unknown2 = [...]interface{}{123, "你好"}
22. // 管道数组
23. var chanList = [2]chan int{}

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2.3 空数组

我们还可以定义一个空的数组：

1. var d [0]int       // 定义一个长度为 0 的数组
2. var e = [0]int{}   // 定义一个长度为 0 的数组
3. var f = [...]int{} // 定义一个长度为 0 的数组

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长度为 0 的数组在内存中并不占用空间。空数组虽然很少直接利用，但是可以用于夸大某种特有类型的操作时避免分配额外的内存空间，比如用于管道的同步操作：

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3. 访问与操作数组

3.1 访问数组

这里要区分一下Go语言中的数组和C语言中的数组的区别。
Go 语言中数组是值类型。一个数组变量即体现整个数组，它并不是隐式的指向第一个元素的指针（比如 C 语言的数组），而是一个完备的值。这意味着当你将数组赋值给另一个变量或将其作为函数参数通报时，现实上是在复制整个数组。这大概导致在处置惩罚大型数组时性能下降。为了避免复制数组带来的开销，可以通报一个指向数组的指针，但是数组指针并不是数组。
比如：

1. var a = [...]int{1, 2, 3} // a 是一个数组
2. var b = &a                // b 是指向数组的指针
4. fmt.Println(a[0], a[1])   // 打印数组的前 2 个元素
5. fmt.Println(b[0], b[1])   // 通过数组指针访问数组元素的方式和数组类似
7. for i, v := range b {     // 通过数组指针迭代数组的元素
8.     fmt.Println(i, v)
9. }

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• 其中 b 是指向 a 数组的指针，但是通过 b 访问数组中元素的写法和 a 类似的。其实数组指针类型除了类型和数组不同之外，通过数组指针操作数组的方式和通过数组自己的操作类似，而且数组指针赋值时只会拷贝一个指针。但是数组指针类型依然不够灵活，因为数组的长度是数组类型的组成部分，指向不同长度数组的数组指针类型也是完全不同的。
  

3.2 遍历数组

我们可以用 for 循环来迭代数组。下面常见的几种方式都可以用来遍历数组：

1.     for i := range a {
2.         fmt.Printf("a[%d]: %d\n", i, a[i])
3.     }
4.     for i, v := range b {
5.         fmt.Printf("b[%d]: %d\n", i, v)
6.     }
7.     for i := 0; i < len(c); i++ {
8.         fmt.Printf("c[%d]: %d\n", i, c[i])
9.     }

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用 for range 方式迭代的性能大概会更好一些，因为这种迭代可以包管不会出现数组越界的情形，每轮迭代对数组元素的访问时可以省去对下标越界的判断。

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