go語言中切片和陣列是什麼

在go語言中，陣列是一個由固定長度的特定型別元素組成的序列，是同一種資料型別元素的集合，一個陣列可以由零個或多個元素組成。和陣列對應的型別是Slice（切片），切片是對陣列的一個連續片段的參照，所以切片是一個參照型別，這個片段可以是整個陣列，也可以是由起始和終止索引標識的一些項的子集，需要注意的是，終止索引標識的項不包括在切片內。

本教學操作環境：windows7系統、GO 1.18版本、Dell G3電腦。

一、陣列

陣列是同一種資料型別元素的集合。在Go語言中，陣列從宣告時就確定，使用時可以修改陣列成員，但是陣列大小不可變化。基本語法：

// 定義一個長度為3元素型別為int的陣列a
var a [3]int
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陣列的長度必須是常數，並且長度是陣列型別的一部分。一旦定義，長度不能變

1、陣列的初始化

（1）方法一

	var testArray [3]int               // 定義陣列時，會初始化int型別為零值
	var cityArray = [3]string{"北京", "上海", "深圳"} // 使用指定的初始值完成初始化
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（2）方法二

一般情況下我們可以讓編譯器根據初始值的個數自行推斷陣列的長度

var cityArray = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
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（3）方法三

我們還可以使用指定索引值的方式來初始化陣列，例如:

func main() {
	a := [...]int{1: 1, 3: 5}
	fmt.Println(a)                  // [0 1 0 5]
	fmt.Printf("type of a:%T\n", a) //type of a:[4]int
}
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2、陣列的遍歷

func main() {
	var a = [...]string{"北京", "上海", "深圳"}
	// 方法1：for迴圈遍歷
	for i := 0; i < len(a); i++ {
		fmt.Println(a[i])
	}

	// 方法2：for range遍歷
	for index, value := range a {
		fmt.Println(index, value)
	}
}
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3、多維陣列

Go語言是支援多維陣列的，我們這裡以二維陣列為例（陣列中又巢狀陣列）。

（1）二維陣列的定義

func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"廣州", "深圳"},
		{"成都", "重慶"},
	}
	fmt.Println(a) //[[北京 上海] [廣州 深圳] [成都 重慶]]
	fmt.Println(a[2][1]) //支援索引取值:重慶
}
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（2）二維陣列的遍歷

func main() {
	a := [3][2]string{
		{"北京", "上海"},
		{"廣州", "深圳"},
		{"成都", "重慶"},
	}
	for _, v1 := range a {
		for _, v2 := range v1 {
			fmt.Printf("%s\t", v2)
		}
		fmt.Println()
	}
}
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注意： 多維陣列只有第一層可以使用...來讓編譯器推導陣列長度。例如：

a := [...][2]string{
	{"北京", "上海"},
	{"廣州", "深圳"},
	{"成都", "重慶"},
}
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4、陣列是值型別

陣列是值型別，賦值和傳參會複製整個陣列。因此改變副本的值，不會改變本身的值。

func modifyArray(x [3]int) {
	x[0] = 100
}

func modifyArray2(x [3][2]int) {
	x[2][0] = 100
}
func main() {
	a := [3]int{10, 20, 30}
	modifyArray(a) //在modify中修改的是a的副本x
	fmt.Println(a) //[10 20 30]
	b := [3][2]int{
		{1, 1},
		{1, 1},
		{1, 1},
	}
	modifyArray2(b) //在modify中修改的是b的副本x
	fmt.Println(b)  //[[1 1] [1 1] [1 1]]
}
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注意：

陣列支援「==「、」!=」操作符，因為記憶體總是被初始化過的。
[n]*T表示指標陣列（這是一個陣列，裡面元素是一個個的指標）
*[n]T表示陣列指標（這是一個指標，存的是一個陣列的記憶體地址）

二、切片

切片（Slice）是一個擁有相同型別元素的可變長度的序列。它是基於陣列型別做的一層封裝。它非常靈活，支援自動擴容。

切片是一個 參照型別，它的內部結構包含地址、長度和容量。切片一般用於快速地操作一塊資料集合。

切片（slice）是對陣列的一個連續片段的參照，所以切片是一個參照型別（因此更類似於 C/C++ 中的陣列型別，或者 Python 中的 list 型別），這個片段可以是整個陣列，也可以是由起始和終止索引標識的一些項的子集，需要注意的是，終止索引標識的項不包括在切片內。

Go語言中切片的內部結構包含地址、大小和容量，切片一般用於快速地操作一塊資料集合，如果將資料集合比作切糕的話，切片就是你要的「那一塊」，切的過程包含從哪裡開始（切片的起始位置）及切多大（切片的大小），容量可以理解為裝切片的口袋大小。

1、切片的定義

宣告切片型別的基本語法如下：

var name []T

// name:表示變數名
// T:表示切片中的元素型別
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舉個栗子：

func main() {
	// 宣告切片型別
	var a []string              //宣告一個字串切片
	var b = []int{}             //宣告一個整型切片並初始化
	var c = []bool{false, true} //宣告一個布林切片並初始化
	var d = []bool{false, true} //宣告一個布林切片並初始化
	fmt.Println(a == nil)       //true
	fmt.Println(b == nil)       //false
	fmt.Println(c == nil)       //false
	// fmt.Println(c == d)   //切片是參照型別，不支援直接比較，只能和nil比較
}
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2、切片的長度和容量

切片擁有自己的長度和容量，我們可以通過使用內建的len()函數求長度，使用內建的cap()函數求切片的容量。

3、切片表示式

切片表示式從字串、陣列、指向陣列或切片的指標構造子字串或切片。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。

完整切片表示式沒啥用，這裡只講簡單切片表示式！

// 簡單切片表示式
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))
}
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執行結果：

s:[2 3] len(s):2 cap(s):4
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（1）使用make()函數構造切片

我們上面都是基於陣列來建立的切片，如果需要動態的建立一個切片，我們就需要使用內建的make()函數，格式如下：

make([]T, size, cap)
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T:切片的元素型別
size:切片中元素的數量
cap:切片的容量

舉個栗子：

func main() {
	a := make([]int, 2, 10)
	fmt.Println(a)      //[0 0]
	fmt.Println(len(a)) //2
	fmt.Println(cap(a)) //10
}
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上面程式碼中a的內部儲存空間已經分配了10個，但實際上只用了2個。容量並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。

（2）切片的本質

切片自己不擁有任何資料。它只是底層陣列的一種表示。對切片所做的任何修改都會反映在底層陣列中。

切片的本質 就是對底層陣列的封裝，它包含了三個資訊：底層陣列的指標、切片的長度（len）和切片的容量（cap）。

舉個例子，現在有一個陣列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：

如果你懂了切片的本質，那麼試試下面這個題吧！

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),可能認為cap是2？切片是從原陣列中元素2開始切走的
	fmt.Printf("s2:%v len(s2):%v cap(s2):%v\n", s2, len(s2), cap(s2))
}
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執行結果：

s:[2 3] len(s):2 cap(s):4
s2:[5] len(s2):1 cap(s2):1
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s2什麼鬼？[2 3][3:4]這個能執行？如果有這樣的疑惑，說明你並沒有認識到切片的本質，下面我們來看一個圖：

注意切片的本質是一個指向底層陣列的起點的指標，切片len有效長度，以及cap容量。

上面是切片s生成的過程，現在又要切片取[3:4],從s的起點開始數，我們可以很容易看出來[3:4]是5。

（3）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值的切片並沒有底層陣列，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，例如下面的範例：

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
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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。

注意：nil和空不是一個概念，nil的判斷是有無底層陣列，s2、s3初始化了的，其實是有底層陣列的，s1只是宣告，因此沒有底層陣列為nil。是否為空，則len是否為0為唯一判斷條件。

（4）切片的賦值拷貝

下面的程式碼中演示了拷貝前後兩個變數共用底層陣列，對一個切片的修改會影響另一個切片的內容，這點需要特別注意。

func main() {
	s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
	s2 := s1             //將s1直接賦值給s2，s1和s2共用一個底層陣列
	s2[0] = 100
	fmt.Println(s1) //[100 0 0]
	fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}
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（5）切片遍歷

切片的遍歷方式和陣列是一致的，支援索引遍歷和for range遍歷。

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)
	}
}
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（6）append()方法為切片新增元素

Go語言的內建函數append()可以為切片動態新增元素。可以一次新增一個元素，可以新增多個元素，也可以新增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]
}
// 這個...類似於python中的*args打雜湊表
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注意： 通過var宣告的零值切片可以在append()函數直接使用，無需初始化。

var s []int
s = append(s, 1, 2, 3)
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沒有必要像下面的程式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)
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每個切片會指向一個底層陣列，這個陣列的容量夠用就新增新增元素。當底層陣列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陣列就會更換。「擴容」操作往往發生在append()函數呼叫時，所以我們通常都需要用原變數接收append函數的返回值。

（7）切片的擴容策略

可以通過檢視$GOROOT/src/runtime/slice.go原始碼，其中擴容相關程式碼如下：

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
		}
	}
}
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（8）使用copy()函數複製切片

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]
}
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由於切片是參照型別，所以a和b其實都指向了同一塊記憶體地址。修改b的同時a的值也會發生變化。

Go語言內建的copy()函數可以迅速地將一個切片的資料複製到另外一個切片空間中，copy()函數的使用方法如下：

func main() {
	// copy()複製切片
	a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	c := make([]int, 5, 5)
	copy(c, a)     //使用copy()函數將切片a中的元素複製到切片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] // 再對切片c操作，就不會影響a了
}
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（9）從切片中刪除元素

Go語言中並沒有刪除切片元素的專用方法，我們可以使用切片本身的特性來刪除元素。程式碼如下：

func main() {
	// 從切片中刪除元素
	a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
	// 要刪除索引為2的元素
	a = append(a[:2], a[3:]...) // 把index=2之後的切片和index=2之前的切片拼接在一起
	fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}
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切片a中刪除索引為index的元素，操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]...)

（10）記憶體優化

切片持有對底層陣列的參照。只要切片在記憶體中，陣列就不能被垃圾回收。在記憶體管理方面，這是需要注意的。讓我們假設我們有一個非常大的陣列，我們只想處理它的一小部分。然後，我們由這個陣列建立一個切片，並開始處理切片。這裡需要重點注意的是，在切片參照時陣列仍然存在記憶體中。

一種解決方法是使用上面的copy函數，根據切片生成一個一模一樣的新切片。這樣我們可以使用新的切片，原始陣列可以被垃圾回收。

package mainimport (
    "fmt")func countries() []string {
    a := []string{1, 2, 3, 4, 5}
    b := a[:len(a)-2]
    c := make([]string, len(b))
    copy(c, b) // 將b的內容copy給c
    return c}func main() {
    d := countries()
    fmt.Println(d)
 }
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b := a[:len(a)-2] 建立一個去掉a的尾部 2 個元素的切片 b，在上述程式的 11 行，將切片b 複製到切片c。同時在函數的下一行返回切片c。現在 a 陣列可以被垃圾回收, 因為陣列a不再被參照。

三、切片與陣列的區別

Go 陣列與像 C/C++等語言中陣列略有不同：

1. Go 中的陣列是值型別，換句話說，如果你將一個陣列賦值給另外一個陣列，那麼，實際上就是將整個陣列拷貝一份。因此，在 Go 中如果將陣列作為函數的引數傳遞的話，那效率就肯定沒有傳遞指標高了。

2. 陣列的長度也是型別的一部分，這就說明[10]int和[20]int不是同一種資料型別。並且Go 語言中陣列的長度是固定的，且不同長度的陣列是不同型別，這樣的限制帶來不少侷限性。

3. 而切片則不同，切片（slice）是一個擁有相同型別元素的可變長序列，可以方便地進行擴容和傳遞，實際使用時比陣列更加靈活，這也正是切片存在的意義。而且切片是參照型別，因此在當傳遞切片時將參照同一指標，修改值將會影響其他的物件。

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