數組、切片、哈希表

介紹

數組和切片是 Go 語言中常見的數據結構，很多剛使用 Go 的開發者往往會混淆這個概念。 切片和哈希表皆是引用類型，基礎數據和數組是值類型。

數組

數組是由相同類型元素的集合組成的數據結構，計算機會為數組分配一塊連續的內存來保存其中的元素，我們可以利用術組中元素的索引快速訪問特定元素。數組在初始化後大小、元素類型就無法改變。

數組初始化

arr1 := [3]int{1, 2, 3}
arr2 := [...]int{1, 2, 3}

切片

切片，即動態數組，其長度並不固定，我們可以向切片中追加元素，它會在容量不足時自動擴容。 引用傳遞操作

type slice struct { 
        // * 指向起始地址
        ptr unsafe.Pointer
        
        // * 切片長度（邏輯長度，存放元素個數）
        len int

        // * 切片容量（物理長度，分配多少空間）
        cap int
}

// * 宣告切片，s是一個 nil 空指針，沒有完成內存分配
var s []int

// * 宣告切片長度、容量為8，初始值0
s := make([]int,8)

// * 宣告切片長度、容量為16，初始值0
s := make([]int,8，16)

// * 宣告切片並初始化，長度、容量為3
var s []int{0,1,5}

切片操作

截取操作

每一次截取切片都會創建新的slice header

s := []int{1,2,3,4,5,6}

// * [1,2,3]
s1 = s[:3]

// * [2,3]
s2 = s[1:3]

// * [1,2,3,4,5]
s3 = s[:len(s)-1] 

引用操作

但是不會對原切片擴容

func TestSlice (t *testing.T) {
        s := []int{0,1,2}
        // * [0,1,2] -> [10,1,2]
        ChangeSlice (s)
}

// * s1 創建 slice header，拷貝 s（ptr, len, cap）
func ChangeSlice (s1 []int) {
        s1[0] = 10
        // * 不影響原先 s 切片
        s1 = append(s1,20)
}

追加元素

擴容時遵循如下機制：

• 預期新容量超過原容量的兩倍，直接取預期新容量
• 原容量小於 256，直接取原容量的兩倍作為新容量
• 原容量大於 256，在原容量 n 基礎上循環執行 n+=(n+3*256)/4 的操作，直到 n 大於等於預期新容量，並取 n 作為新容量
• 提醒 slice 並不是併發安全的數據結構，使用時注意併發安全

func TestSlice (t *testing.T) {
        s := []int{0,1,2}
        // * {0,1,2,10}，擴容會生成新地址
        s = append(s,10)
}

func TestInitSlice (t *testing.T) {
        s := make([]int,0,5)
        for i := 0; i < 5; i++ {
                s = append(s,i)
        }
        // * [0,1,2,3,4]
}

func TestInitSlice (t *testing.T) {
        s := make([]int,5)
        for i := 0; i < 5; i++ {
                s[i] = i
        }
        // * [0,1,2,3,4]
}

刪除元素

本質為截取切片

        s := []int{0,1,2,3,4}

        // * 刪除 idx 2 元素，[0,1,3,4]，len 4，cap 5
        s := append(s[:2],s[3:]...)

        // * 刪除切片所有元素，len 0，cap 5
        s := s[:0]

切片拷貝操作

        // * s1/s2 新的 slice header（ptr, len, cap）拷貝，s2 len 少 1，兩個切片操作相同內存空間
        s := []int{0,1,2,3,4}
        s1 := s
        s2 := s[1:]

        // * 開闢新內存空間，拷貝元素到新的空間，兩個切片互相獨立
        s := []int{0,1,2,3,4}
        s1 := make ([]int{}, len(s))
        copy (s1, s)

哈希表

map 是一種無序基於key-value的數據結構，Go 是引用類型，必須初始化才能使用。 make 用於 slice、map、channel 初始化

make 創建map

userinfo := make(map[string]string)
userinfo["name"] = "merry"
userinfo["age"] = "20"

make 創建map

programinfo := map[string]string{
        "name": "merry",
        "age": "20",
}

哈希表操作

查找、創建、更新、刪除

userinfo := make(map[string]string)
userinfo["name"] = "merry"
userinfo["age"] = "20"

v, ok := userinfo["age"]

delete(userinfo, "age")