2. golang 的数组-灵析社区

前言

数组是 Go 语言中重要的数据结构，了解它的实现能够帮助我们更好地理解这门语言，而且数组是很多复杂结构的底层数据结构，学习数组对后续理解复杂数据结构有着至关重要的作用，今天开启 golang 第一课：数组。

1 数组的类型

Go 语言提供了数组类型的数据结构，数组类型包含两个重要属性：元素的类型和数组长度。

var arr [N]T

这里声明了一个数组变量 arr，它的类型为 [N]T，其中元素的类型为 T，数组的长度为 N。

注意：数组元素的类型可以为任意的 Go 原生类型或自定义类型，而且数组的长度必须在声明数组变量时提供，Go 编译器需要在编译阶段就知道数组类型的长度，数组长度一旦确定不能更改，所以，我们只能用整型数字面值或常量表达式作为 N 值。

如果两个数组类型的元素类型 T 与数组长度 N 都是一样的，那么这两个数组类型是等价的，如果有一个属性不同，它们就是两个不同的数组类型，例如：[5]int 和 [6]int 为不同数组类型。

2 数组的内存分配

数组不仅是逻辑上的连续序列，而且在实际内存分配时也占据着一整块内存。 Go 编译器在为数组类型的变量实际分配内存时，会为 Go 数组分配一整块、可以容纳它所有元素的连续内存。这块内存全部空间都被用来表示数组元素，所以说这块内存的大小，就等于各个数组元素的大小之和。

如果两个数组所分配的内存大小不同，那么它们肯定是不同的数组类型。

Go 提供了预定义函数 len 可以用于获取一个数组类型变量的长度，通过 unsafe 包提供的 Sizeof 函数，我们可以获得一个数组变量的总大小，如下面代码：

var arr = [6]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
fmt.Println("数组长度：", len(arr))           // 6
fmt.Println("数组大小：", unsafe.Sizeof(arr)) // 48

数组大小就是所有元素的大小之和，这里数组元素的类型为 int。在 64 位平台上，int 类型的大小为 8，数组 arr 一共有 6 个元素，因此它的总大小为 6x8=48 个字节。

3 数组的声明和初始化

不进行显式初始化，那么数组中的元素值就是它类型的零值。

var arr [6]int // [0 0 0 0 0 0]

显式地对数组初始化，需要在右值中显式放置数组类型，并通过大括号的方式给各个元素赋值。

var arr = [6]int {
    11, 12, 13, 14, 15, 16,
} // [11 12 13 14 15 16]

当然，我们也可以忽略掉右值初始化表达式中数组类型的长度，用“…”替代，Go 编译器会根据数组元素的个数，自动计算出数组长度：

var arr = [...]int { 
    21, 22, 23,
} // [21 22 23]
fmt.Printf("%T\n", arr) // [3]int

对一个长度较大的稀疏数组进行显式初始化，可以通过使用下标赋值的方式对它进行初始化，Go 编译器会根据最大的索引赋值来确定数组大小。

var arr = [...]int{
    99: 1099, // 将第100个元素(下标值为99)的值赋值为1099，其余元素值均为0
}
fmt.Printf("%T\n", arr) // [100]int

4 数组元素的访问和遍历

通过数组变量以及下标值，可以很容易地访问到数组中的元素值，并且这种访问是十分高效的，不存在 Go 运行时带来的额外开销。

数组的下标值是从 0 开始的。
如果下标值超出数组长度范畴，或者是负数，那么 Go 编译器会给出错误提示：防止访问溢出。

var arr = [6]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}
fmt.Println(arr[0], arr[5]) // 1 6
fmt.Println(arr[-1])        // 错误：下标值不能为负数
fmt.Println(arr[8])         // 错误：小标值超出了 arr 的长度范围

for 循环遍历数组：

for(i) 形式遍历
for range 形式遍历

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

// for range
arr := [5]int{1,2,3,4,5}
for i, v := range arr {
  fmt.Printf("index=%d, value=%\n", i, v)
}

// 不需要索引 i，可以用 _进行省略
for _, v := range arr {
  fmt.Printf("value=%\n", v)
}

// 不需要值 v，可以用 _进行省略
for i, _ := range arr {
  fmt.Printf("index=%d\n", i)
}