认识 Go 语言中的数组

数组是具有相同唯一类型的一组已编号且长度固定的数据项序列。

声明方式

在 Go 语言中，数组的声明方式为 var identifier [len]type。

声明时没有指定数组的初始化值，因此所有的元素都会被自动初始化为默认值 0。

// 声明一个数组
var a1 [5]int

Go 语言中的数组是值类型，因此还可以用 new 来创建：

var a2 = new([5]int)

new 返回类型的指针，因此 a1 与 a2 的区别在于：a1 的类型为 [5]int，a2 的类型为 *[5]int。

初始化方法

我们通过在 {} 中填写初始化值来初始化数组。

指明数组长度

指明数组的长度 len，然后在 {} 中填写初始化值，这些值会按下标从小到大的顺序分配。

初始化值的个数不允许超过长度 len。当初始化值的个数小于 len 时，未被初始化的位置等于默认值 0。

// 数组长度为 5，初始化了前两个数，未初始化的位是 0
b := [5]int{1, 2} 
for index, val := range b {
	fmt.Printf("下标 = %d, 值 = %d\n", index, val)
}

/* Output:
下标 = 0, 值 = 1
下标 = 1, 值 = 2
下标 = 2, 值 = 0
下标 = 3, 值 = 0
下标 = 4, 值 = 0
*/

也可以使用 {index1: a, index2: b} 的方式初始化数组，指明数组的索引和对应的下标值，未指明的下标所在位置的值等于默认值 0：

// 通过数组索引初始化
// d[0] = 1, d[2] = 3，其他位置等于 0
d := [5]int{0: 1, 2: 3} 
for index, val := range d {
	fmt.Printf("下标 = %d, 值 = %d\n", index, val)
}

/* Output:
下标 = 0, 值 = 1
下标 = 1, 值 = 0
下标 = 2, 值 = 3
下标 = 3, 值 = 0
下标 = 4, 值 = 0
*/

暗示数组长度

初始化时你也可以不直接指明数组的长度，而是使用 [...] 代替。和指明数组长度时相同，此时也可以使用顺序填写和指定索引两种方式来初始化数组。

当使用 {a, b, c} 方式传递初始化值时，Go 语言将通过初始化元素的个数来确定数组的长度：

// 通过传递初始化值确定数组长度
// 传递了 5 个元素，数组长度为 5
c := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}  
for index, val := range c {
	fmt.Printf("下标 = %d, 值 = %d\n", index, val)
}
/* Output:
下标 = 0, 值 = 1
下标 = 1, 值 = 2
下标 = 2, 值 = 3
下标 = 3, 值 = 4
下标 = 4, 值 = 5
*/

若通过指明数组的索引和对应的值来初始化数组，此时数组的长度就等于 最大索引数 + 1：

// 最大索引是 9，所以数组的长度为 10
e := [...]int{9: 10} 
for index, val := range e {
	fmt.Printf("下标 = %d, 值 = %d\n", index, val)
}

/* Output:
下标 = 0, 值 = 0
下标 = 1, 值 = 0
下标 = 2, 值 = 0
下标 = 3, 值 = 0
下标 = 4, 值 = 0
下标 = 5, 值 = 0
下标 = 6, 值 = 0
下标 = 7, 值 = 0
下标 = 8, 值 = 0
下标 = 9, 值 = 10
*/

数组的遍历

在 Go 语言中使用 for ... range 遍历数组：

// i 是数组索引
for i, _ := range arr1 {
    // do something
}

数组是值类型

和 C/C++ 不同，Go 语言的数组是值类型的。这样一来，赋值和传参都会复制整个数组，而不是指针。

我们初始化一个数组 a，并把它赋值给数组 b，然后打印两者的值与指针：

a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
b := a
fmt.Printf("数组 a - 值：%v，指针：%p\n", a, &a)
fmt.Printf("数组 b - 值：%v，指针：%p\n", b, &b)
/* Output:
数组 a - 值：[1 2 3 4 5]，指针：0xc00001e0f0
数组 b - 值：[1 2 3 4 5]，指针：0xc00001e120
*/

可以看到，两者的值是相同的，但是内存地址却不同，说明在赋值的过程中复制了整个数组。

我们再来看一下传参的例子。

定义一个函数 transmitA，把刚才我们初始化的数组 a 传入：

func main() {
	a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
	fmt.Printf("数组 a - 值：%v，指针：%p\n", a, &a)
	
	// 把数组 a 传入函数
	transmitA(a)
}

func transmitA(a [5]int) {
	fmt.Printf("传入函数的数组 a - 值：%v，指针：%p\n", a, &a)
}

/* Output:
数组 a - 值：[1 2 3 4 5]，指针：0xc00001e0f0
传入函数的数组 a - 值：[1 2 3 4 5]，指针：0xc00001e150
*/

从输出可以看出，两者的值依然相同，内存地址却是不同的。这说明在传参时数组也被复制了。

数组指针与指针数组

数组指针与指针数组听起来似乎有点拗口，那么来展开说明一下：

• 数组指针：（指向）数组（的）指针
• 指针数组：（装满了）指针（的）数组

也就是说，数组指针是个指针，它指向一个数组；而指针数组是个数组，它里面装满了指针。

数组指针

声明一个数组 a，然后将它的地址赋值给 arrayPointer。这样一来，arrayPointer 就是一个指向数组 a 的指针，即数组指针，它的类型为 *[5]int。

a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
// 把数组 a 的地址赋值给 arrayPointer
// arrayPointer 是指向数组的指针，类型为 *[5]int
arrayPointer := &a
fmt.Println(arrayPointer)

/* Output:
&[1 2 3 4 5]
*/

指针数组

初始化数组 pointerArray，传入的初始化值为整型 m 与 n 的内存地址（&m 和 &n），那么 pointerArray 就是一个装着 int 类型指针的数组，即指针数组，它的类型为 [2]*int。

m := 1
n := 2
// 初始化 pointerArray，传入 m 与 n 的地址
// pointerArray 包含了整型地址，是一个装着指针的数组
pointerArray := [2]*int{&m, &n}
fmt.Println(pointerArray)

/* Output:
[0xc0000aa000 0xc0000aa008]
*/

总结

• 数组的长度是固定的，初始化时需要「明示」或「暗示」数组的长度
• 数组的长度是数组类型的组成部分，[2]int 与 [100]int 是不同类型的数组
• 使用 for ... range 遍历数组
• 在 Go 语言中，数组是值类型，赋值和传递参数都会发生数组的复制
• 数组指针是一个指针，它指向了一个数组
• 指针数组是一个数组，它里面装着指针

参考资料

• 《Go 学习笔记》

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