Go语言学习Day6:数组与切片

news2024/12/24 0:26:54

名人说:莫愁千里路,自有到来风。 ——钱珝
创作者:Code_流苏(CSDN)(一个喜欢古诗词和编程的Coder😊)

目录

      • 1. 数组
        • ① 什么是数组
        • ② 数组的声明
        • ③ 初始化数组的几种方式
        • ④ 遍历数组元素
        • ⑤ 数组为值类型
        • ⑥ 数组的排序
        • ⑦ 多维数组
      • 2. 切片(动态数组的抽象)
        • ① 定义切片
        • ② make来创建切片
        • ③ 切片扩容
        • ④ 遍历切片
        • ⑤ 扩容的内存分析
      • 3、小结

Go语言中的数组和切片是管理集合数据的重要方式,具有不同的特性和用途。在这篇博客中,我们将深入探讨数组和切片的相关知识点,包括它们的定义、操作方法及其内部机制。

1. 数组

① 什么是数组

数组是同一种数据类型元素的集合。在Go语言中,数组是值类型,数组的长度在声明时就已经确定,且不能改变。关于数组可以这样理解,有一个收纳盒,专门用于收集同一类书的,但是这个收纳盒容量是有限的,自从这个收纳盒生产出来大小就已经确定了,而且不能再改变,而这个收纳同一类型的盒子也就是数组。

② 数组的声明

数组声明的基本语法格式为:

var arr [n]Type

其中n表示数组的长度,Type表示数组中元素的类型。

案例:数组的定义、赋值、打印

package main

import "fmt"

/*
数组:相同类型数据的集合
*/

// 数组
func main() {
    //array 数组定义,变量
    //数组也是一种数据类型
    //数组的定义:[数组的大小size] 变量的类型
    //意思为:定义一组该类型的数组集合,大小为size,最多可以保存size个数
    var arr1 [5]int
    //[0,0,0,0,0]
    //给数组赋值,下标index从0开始
    arr1[0] = 100
    arr1[1] = 200
    arr1[2] = 300
    arr1[3] = 400
    arr1[4] = 500

    //打印数组
    fmt.Println(arr1)

    //取出数组中的某个元素
    fmt.Println(arr1[1])

    //数组中常用的方法 len()获取数组长度 cap()获取数组容量
    fmt.Println("数组的长度:", len(arr1))
    fmt.Println("数组的容量:", cap(arr1))

    //修改数组的值,index 1 代表数组中的第二个数据
    arr1[1] = 50
    fmt.Println("修改后的数组:", arr1)
    fmt.Println(arr1[1])
}

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③ 初始化数组的几种方式
  • 指定所有元素初始化
arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
  • 部分元素初始化,未初始化元素为零值
arr := [5]int{1, 2} // 其余元素初始化为0
  • 根据初始化值自动确定数组长度
arr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}

案例:数组初始化

package main

import "fmt"

// 数组的赋值初始化
func main() {
    //定义时初始化
    var arr1 = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println(arr1)

    //快速初始化 :=
    arr2 := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Println(arr2)

    //需要注意的点
    //数据假如来自用户, 但不知道究竟有多少数据
    //... 写法
    //Go的编译器会根据数组的长度来给 ...赋值,自动推导长度
    //注意点:数组不是无限长,也是固定大小,大小取决于数组元素的个数
    var arr3 = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    fmt.Println(len(arr3))
    fmt.Println(arr3)

    //数组默认值,给其中的几个位置赋值
    //可使用{index:值}的方法
    var arr4 [10]int
    arr4 = [10]int{1: 100, 5: 500}
    fmt.Println(arr4) // [0 100 0 0 0 500 0 0 0 0]
}

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④ 遍历数组元素

遍历数组元素可以使用for循环或for range循环。

arr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}
for i := 0; i < len(arr); i++ {
    fmt.Println(arr[i])
}

或者

for index, value := range arr {
    fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", index, value)
}

上面那种方式大家可能比较熟悉,C、C++等语言中都是类似的写法,但是下面这种方式如果没学过python等语言,可能了解会少一些,因此在个人在这里解释一下:

这段代码实现了什么?

for循环遍历arr数组(或切片)。

这段代码该怎么理解?

可以这样看,每次迭代,for循环会将当前元素的索引赋值给index变量,将当前元素的值赋值给value变量,然后执行循环体内的语句。而其中的range arr就是负责生成索引和对应值的部分,比如在循环刚开始,数组中index=0,arr[index] = 1,那么所生成的index值 = 0,value值 = arr[index] = 1。

让我们逐步解析这段代码:

  1. for index, value := range arr { ... }

    • for关键字开始一个循环。
    • index, value是每次迭代时,range表达式返回的两个值。index是当前元素的索引,value是当前元素的值。
    • range arr表示对arr进行遍历。arr可以是数组或切片。range每次迭代都会返回当前元素的索引和值。
    • { ... }中的代码是循环体,会对arr中的每个元素执行一次。
  2. fmt.Printf("Index: %d, Value: %d\n", index, value)

    • 这行代码在循环体内,使用fmt.Printf函数打印当前元素的索引和值。%d是格式化字符串,用于表示整数。\n是换行符。
    • 在每次迭代中,indexvalue将被设置为当前遍历到的元素的索引和值,然后将它们打印出来。

举个具体的例子,如果arr是一个包含三个元素的切片[10, 20, 30],那么输出将会是:

Index: 0, Value: 10
Index: 1, Value: 20
Index: 2, Value: 30

因此,一言以蔽之,这段代码的作用就是遍历数组(或切片)arr,并打印出每个元素的索引和值。

⑤ 数组为值类型

数组在Go语言中是值类型,当数组作为函数参数传递时,传递的是数组的副本而不是其引用。

func modifyArray(arr [5]int) {
    arr[0] = 10 // 这里修改的是数组的副本
}

案例:数组,值类型

 package main
 
 import "fmt"
 
 // 数组是值类型:所有赋值后的对象修改值不影响原来的对象
 func main() {
     //数组 [size]type
     arr1 := [4]int{1, 2, 3, 4}
     arr2 := [5]string{"yueliusu", "zilihuakai"}
     fmt.Printf("%T\n", arr1) //[4]int
     fmt.Printf("%T\n", arr2) //[5]string
 
     //数组的值传递和int等基本类型一致
     arr3 := arr1
     fmt.Println(arr1)
     fmt.Println(arr3)
 
     //修改arr3观察arr1是否会变化
     arr3[0] = 12
     fmt.Println(arr1)
     fmt.Println(arr3) // 数组是值传递,拷贝一个新的内存空间
 }

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⑥ 数组的排序

可以自定义实现,也可以使用sort包可以对数组进行排序。例如,对一个整型数组进行升序排序:

package main
import "fmt"
import "sort"

func main() {
	arr := [5]int{3, 1, 4, 5, 2}
	sort.Ints(arr[:]) // 将数组转换为切片
	fmt.Println(arr)
}

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案例:自己实现排序算法,冒泡排序

package main

import "fmt"

// 冒泡:每次筛选出一个最大或者最小的数.
/*
index   0   1   2   3   4
value   12  99  79  48  55
*/
// 冒泡排序逻辑,两两比较,大的往后移或者前移。 大
// 第一轮 : 12 79 48 55 99 // 5
// 第二轮 : 12 48 55 79 99 // 4
// 第三轮 : 12 48 55 79 99 // 3 //
// 第四轮 : 12 48 55 79 99 //
// 第五轮 : 12 48 55 79 99

// 代码实践
/*
    // 两个数判断,如果一个数大,则交换位置,大放到后面
    if arr[x] > arr[x+1] {
       arr[x], arr[x+1] = arr[x+1],arr[x]
    }
    // 多轮判断,for, 循环次数 【数组大小】
*/
func main() {
    arr := [...]int{12, 99, 79, 48, 55, 1, 110, 111, 23, 44, 21, 312, 123, 21, 312}
    fmt.Println("初始数组:", arr)
    //冒泡排序
    //1、多少轮
    for i := 1; i < len(arr); i++ {
       //2、筛选出来最大数
       for j := 0; j < len(arr)-i; j++ {
          //降序排序,比较大小,改变升降序只需要改变符号即可
          if arr[j] < arr[j+1] {
             arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j] //平行赋值,无需第三者临时变量进行交换
          }
       }
    }
    fmt.Println(arr)
}

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⑦ 多维数组

多维数组可以通过嵌套数组来声明(俗称套娃)。

一维,线性

二维,表格,数组套数组

三维,立体,数组套数组套数组

多维,继续嵌套

var multiArr [2][3]int
multiArr[0] = [3]int{1, 2, 3}
multiArr[1] = [3]int{4, 5, 6}

案例:多维数组

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {

    //多维数组
    //定义一个二维数组
    arr := [3][4]int{
       {0, 1, 0, 0}, //arr[0]
       {0, 0, 1, 0}, //arr[1]
       {0, 2, 0, 0}, //arr[2]
    }

    //二维数组
    fmt.Println(arr[0])
    fmt.Println(arr[0][1])
    fmt.Println("----------")
    //遍历二维数组
    for i := 0; i < len(arr); i++ {
       for j := 0; j < len(arr); j++ {
          fmt.Println(arr[i][j])
       }
    }
    // for range
    for i, v := range arr {
       fmt.Println(i, v)
    }
}

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2. 切片(动态数组的抽象)

① 定义切片

切片是对数组的封装,它提供了一个可动态扩展的序列。切片不存储任何数据,它**只是对底层数组的引用。**那么它与数组相同吗?

显然,切片与数组是不同的,切片的长度是动态的,可以根据需要扩展或缩减。切片背后实际上是对数组的引用切片是引用类型。

var slice []int

补充一下关于切片的基础概念:

  • 底层数组:每个切片都指向一个底层的数组,切片通过指针引用数组的一部分元素。
  • 长度(Length):切片的长度是它所包含的元素个数。可以通过内置的len函数获取。
  • 容量(Capacity):切片的容量是从其起始元素到底层数组末尾元素的个数。可以通过内置的cap函数获取。

案例:切片的定义

package main

import "fmt"

// 定义切片
func main() {

    arr := [4]int{1, 2, 3, 4} //数组,定长
    fmt.Println(arr)

    var s1 []int //切片,不定长,长度是可变的
    fmt.Println(s1)
    //切片空片段,初始的切片中,默认为nil
    if s1 == nil {
       fmt.Println("切片是空的")
    }

    s2 := []int{1, 2, 3, 4} //切片 不定长
    fmt.Println(s2)
    fmt.Printf("%T,%T\n", arr, s2) //[4]int,[]int
    fmt.Println(s2[1])
}

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② make来创建切片

通过make函数创建切片,可以指定切片的长度和容量。

//例如,创建一个长度为5,容量为10的切片
slice := make([]int, 5, 10)

案例:make创建切片

package main

import "fmt"

func main() {
    //make()
    //make([]Type, length, capacity) //创建一个切片,长度,容量
    s1 := make([]int, 5, 10)
    fmt.Println(s1)
    fmt.Println(len(s1), cap(s1))
    //思考:容量为10,长度为5,可以存放6个数据吗?
    s1[0] = 10
    //s1[7] = 200 //runtime error: index out of range [7] with length 5
    //切片的底层还是数组 [0 0 0 0 0] [2000]
    //直接去赋值是不行的,不要用常规的惯性想法来考虑,不加思索说出答案,思考的过程很重要。
    fmt.Println(s1)

}

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③ 切片扩容

当向切片追加元素超过其容量时,Go会自动进行扩容,一般会翻倍增加,比如说原本容量为2,你要放3个,放不下了,它会自动扩容为4,依次类推,扩容为8、16等

slice := make([]int, 0, 2)
for i := 0; i < 10; i++ {
    slice = append(slice, i)
}

案例:切片扩容,自动翻倍

package main

import "fmt"

func main() {
    //这段代码意味着创建了一个整型切片,初始长度为0,容量为5
    s1 := make([]int, 0, 5)
    fmt.Println(s1)
    //切片扩容,append()
    s1 = append(s1, 1, 2)
    fmt.Println(s1)
    //问题:容量只有5个,那能放超过5个的吗?当然,切片是会自动扩容的
    s1 = append(s1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)
    fmt.Println(s1)

    s2 := []int{100, 200, 300, 400}
    // slice = append(slice, anotherSlice...)
    // ... 可变参数 ...xxx
    // [...] 根据长度变化数组的大小定义
    // anotherSlice... , slice...解构,可以直接获取到slice中的所有元素
    // s2... = {100,200,300,400}
    s1 = append(s1, s2...)
    //遍历切片
    for i := 0; i < len(s1); i++ {
       fmt.Println(s1[i])
    }

    for i := range s1 {
       fmt.Println(s1[i])
    }

}

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④ 遍历切片

切片的遍历方式和数组相同,可以使用for循环或for range循环,因为本质上切片相当于是引用了数组,数组是一种数据类型,切片引用它,扩展了它,因此遍历方式没太大差别。

slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
for _, value := range slice {
    fmt.Println(value)
}
⑤ 扩容的内存分析

切片的扩容会导致内存重新分配及旧数据的复制,这可能影响性能。合理规划初始容量可以减少扩容的次数,提升性能。

slice := make([]int, 0, 1024) // 提前分配足够的容量

案例:切片扩容的内存变化

package main

import "fmt"

// 切片扩容的内存分析
// 结论
// 1、每个切片引用了一个底层的数组
// 2、切片本身不存储任何数据,都是底层的数组来存储的,所以修改了切片也就是修改了这个数组中的数据
// 3、向切片中添加数据的时候,如果没有超过容量,直接添加,如果超过了容量,会自动扩容,成倍增加,copy
// - 分析程序的原理
// - 看源码
// 4、切片一旦扩容,就是重新指向一个新的底层数组

func main() {
    //1、cap每次是成倍增加的
    //2、只要容量扩容后,地址就会发生变化
    s1 := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(s1)
    fmt.Printf("len:%d,cap:%d\n", len(s1), cap(s1)) //len:3,cap:3
    fmt.Printf("%p\n", s1)                          //0xc000016108

    s1 = append(s1, 4, 5)
    fmt.Printf("len:%d,cap:%d\n", len(s1), cap(s1)) //len:5,cap:6
    fmt.Printf("%p\n", s1)                          //0xc000010390

    s1 = append(s1, 6, 7, 8)
    fmt.Printf("len:%d,cap:%d\n", len(s1), cap(s1)) //len:8,cap:12
    fmt.Printf("%p\n", s1)                          //0xc00005e060

    s1 = append(s1, 9, 10)
    fmt.Printf("len:%d,cap:%d\n", len(s1), cap(s1)) //len:10,cap:12
    fmt.Printf("%p\n", s1)                          //0xc00005e060

    s1 = append(s1, 11, 12, 13, 14)
    fmt.Printf("len:%d,cap:%d\n", len(s1), cap(s1)) //len:14,cap:24
    fmt.Printf("%p\n", s1)                          //0xc00010c000
}

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案例2:copy方法

package main

import "fmt"

// copy方法
func main() {
    numbers := []int{1, 2, 3}
    fmt.Printf("len=%d,cap=%d,slice=%v\n", len(numbers), cap(numbers), numbers)

    //方法一:直接使用make创建切片扩容
    numbers2 := make([]int, len(numbers), cap(numbers)*2)
    //将原来的底层数据的值拷贝到新的数组中
    //func copy(dst,src []Type)int
    copy(numbers2, numbers)
    fmt.Printf("len=%d,cap=%d,slice=%v\n", len(numbers2), cap(numbers2), numbers2)
}

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3、小结

数组

  • 一组数
  • 数组是值传递的
  • 创建数组 [size]int
  • 数组的大小事不可变的
  • 二维数组,数组套数组
  • 冒泡排序

切片

  • 切片本事是不存在数据的
  • 底层是指向了一个数组
  • 如果我们存放的数据大于切片的容量,在底层就会扩容 copy > 1024 1.25倍

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腾讯云邮件推送如何设置&#xff1f;怎么用邮件推送做高效营销&#xff1f; 腾讯云作为业界领先的云服务提供商&#xff0c;其邮件推送功能在便捷性、稳定性和安全性上都有着出色的表现。那么&#xff0c;腾讯云邮件推送功能究竟有哪些呢&#xff1f;让AokSend来探个究竟。 腾…

基于Python的电商特产数据可视化分析与推荐系统

温馨提示&#xff1a;文末有 CSDN 平台官方提供的学长 QQ 名片 :) 1. 项目简介 利用网络爬虫技术从某东采集某城市的特产价格、销量、评论等数据&#xff0c;经过数据清洗后存入数据库&#xff0c;并实现特产销售、市场占有率、价格区间等多维度的可视化统计分析&#xff0c;并…

愚人节海外网红营销:如何避免“愚人”变“愚己”?

2024年愚人节即将到来&#xff0c;这个一年一度的日子既是欢乐的时刻&#xff0c;也是一个对品牌来说充满挑战的时刻。在这一天&#xff0c;人们习惯性地开展各种恶作剧和愚人行为&#xff0c;而对于企业和品牌来说&#xff0c;通过海外网红营销参与其中&#xff0c;既是一种与…

C#OpenCvSharp YOLO v3 Demo

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