Go语言中的Array、Slice、Map和Set使用详解_Golang_

Array(数组)

内部机制

在 Go 语言中数组是固定长度的数据类型，它包含相同类型的连续的元素，这些元素可以是内建类型，像数字和字符串，也可以是结构类型，元素可以通过唯一的索引值访问，从 0 开始。

数组是很有价值的数据结构，因为它的内存分配是连续的，内存连续意味着可是让它在 CPU 缓存中待更久，所以迭代数组和移动元素都会非常迅速。

数组声明和初始化

通过指定数据类型和元素个数(数组长度)来声明数组。

一旦数组被声明了，那么它的数据类型跟长度都不能再被改变。如果你需要更多的元素，那么只能创建一个你想要长度的新的数组，然后把原有数组的元素拷贝过去。

Go 语言中任何变量被声明时，都会被默认初始化为各自类型对应的 0 值，数组当然也不例外。当一个数组被声明时，它里面包含的每个元素都会被初始化为 0 值。

一种快速创建和初始化数组的方法是使用数组字面值。数组字面值允许我们声明我们需要的元素个数并指定数据类型：

如果你把长度写成 ...，Go 编译器将会根据你的元素来推导出长度：

如果我们知道想要数组的长度，但是希望对指定位置元素初始化，可以这样：

使用数组

使用 [] 操作符来访问数组元素：

我们可以定义一个指针数组：

在 Go 语言中数组是一个值，所以可以用它来进行赋值操作。一个数组可以被赋值给任意相同类型的数组：

注意数组的类型同时包括数组的长度和可以被存储的元素类型，数组类型完全相同才可以互相赋值，比如下面这样就不可以：

拷贝一个指针数组实际上是拷贝指针值，而不是指针指向的值：

多维数组

数组总是一维的，但是可以组合成多维的。多维数组通常用于有父子关系的数据或者是坐标系数据：

同样通过 [] 操作符来访问数组元素：

也同样的相同类型的多维数组可以相互赋值：

因为数组是值，我们可以拷贝单独的维：

在函数中传递数组

在函数中传递数组是非常昂贵的行为，因为在函数之间传递变量永远是传递值，所以如果变量是数组，那么意味着传递整个数组，即使它很大很大很大。。。

举个栗子，创建一个有百万元素的整形数组，在64位的机器上它需要8兆的内存空间，来看看我们声明它和传递它时发生了什么：

每一次 foo 被调用，8兆内存将会被分配在栈上。一旦函数返回，会弹栈并释放内存，每次都需要8兆空间。

Go 语言当然不会这么傻，有更好的方法来在函数中传递数组，那就是传递指向数组的指针，这样每次只需要分配8字节内存：

但是注意如果你在函数中改变指针指向的值，那么原始数组的值也会被改变。幸运的是 slice(切片)可以帮我们处理好这些问题，来一起看看。

Slice(切片)

内部机制和基础

slice 是一种可以动态数组，可以按我们的希望增长和收缩。它的增长操作很容易使用，因为有内建的 append 方法。我们也可以通过 relice 操作化简 slice。因为 slice 的底层内存是连续分配的，所以 slice 的索引，迭代和垃圾回收性能都很好。

slice 是对底层数组的抽象和控制。它包含 Go 需要对底层数组管理的三种元数据，分别是：

1.指向底层数组的指针
2.slice 中元素的长度
3.slice 的容量(可供增长的最大值)

创建和初始化

Go 中创建 slice 有很多种方法，我们一个一个来看。

第一个方法是使用内建的函数 make。当我们使用 make 创建时，一个选项是可以指定 slice 的长度：

如果只指定了长度，那么容量默认等于长度。我们可以分别指定长度和容量：

当我们分别指定了长度和容量，我们创建的 slice 就可以拥有一开始并没有访问的底层数组的容量。上面代码的 slice 中，可以访问3个元素，但是底层数组有5个元素。两个与长度不相干的元素可以被 slice 来用。新创建的 slice 同样可以共享底层数组和已存在的容量。

不允许创建长度大于容量的 slice：

惯用的创建 slice 的方法是使用 slice 字面量。跟创建数组很类似，不过不用指定 []里的值。初始的长度和容量依赖于元素的个数：

在使用 slice 字面量创建 slice 时有一种方法可以初始化长度和容量，那就是初始化索引。下面是个例子：

nil 和 empty slice

有的时候我们需要创建一个 nil slice，创建一个 nil slice 的方法是声明它但不初始化它：

创建一个 nil slice 是创建 slice 最基本的方法，很多标准库和内建函数都可以使用它。当我们想要表示一个并不存在的 slice 时它变得非常有用，比如一个返回 slice 的函数中发生异常的时候。

创建 empty slice 的方法就是声明并初始化一下：

empty slice 包含0个元素并且底层数组没有分配存储空间。当我们想要表示一个空集合时它很有用处，比如一个数据库查询返回0个结果。

不管我们用 nil slice 还是 empty slice，内建函数 append，len和cap的工作方式完全相同。

使用 slice

为一个指定索引值的 slice 赋值跟之前数组赋值的做法完全相同。改变单个元素的值使用 [] 操作符：

我们可以在底层数组上对一部分数据进行 slice 操作，来创建一个新的 slice：

在 slice 操作之后我们得到了两个 slice，它们共享底层数组。但是它们能访问底层数组的范围却不同，newSlice 不能访问它头指针前面的值。

计算任意 new slice 的长度和容量可以使用下面的公式：

必须再次明确一下现在是两个 slice 共享底层数组，因此只要有一个 slice 改变了底层数组的值，那么另一个也会随之改变：

改变 newSlice 的第二个元素的值，也会同样改变 slice 的第三个元素的值。

一个 slice 只能访问它长度范围内的索引，试图访问超出长度范围的索引会产生一个运行时错误。容量只可以用来增长，它只有被合并到长度才可以被访问：