Go语言【第十二篇】：Go数据结构之：切片(Slice)、范围(Range)、集合(Map)

Go语言切片(Slice)

Go语言切片是对数组的抽象，Go数组的长度不可改变，在特定场景中这样的集合就不太适用，Go中提供了一种灵活，功能强悍的内置类型切片("动态数组")，与数组相比切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大。

定义切片

你可以声明一个未指定大小的数组来定义切片：

var identifier []type

切片不需要说明长度，或使用make()函数来创建切片：

var slice1 []type = make([]type, len)
// 也可以简写为
slice1 := make([]type, len)

也可以指定容量，其中capacity未可选参数：

make([]T, length, capacity)

这里len是数组的长度并且也是切片的初始长度。

切片初始化

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

直接初始化切片，[]表示是切片类型，{1, 2, 3}初始化值依次是1, 2, 3.其cap=len=3

s := arr[:]

初始化切片s，是数组arr的引用。

s := arr[startIndex:endIndex]

将arr中从下标startIndex到endIndex-1下的元素创建为一个新的切片。

s := arr[startIndex:]

缺省endIndex时将表示一直到arr的最后一个元素。

s1 := s[startIndex:endIndex]

通过切片s初始化切片s1.

s := make([]int, len, cap)

通过内置函数make()初始化切片s，[]int标识为其元素类型为int的切片。

len()和cap()函数

切片是可索引的，并且可以有len()方法获取长度，切片提供了计算容量的方法cap()可以测量切片最长可以达到多少，以下为具体实例：

package main

import "fmt"

func main() {
   var numbers = make([]int,3,5)

   printSlice(numbers)
}

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v\n",len(x),cap(x),x)
}

以上实例运行输出结果为：

len = 3 cap = 5 slice = [0 0 0]

空(nil)切片

一个切片在未初始化之前默认为nil，长度为0，实例如下：

package main

import "fmt"

func main() {
   var numbers []int

   printSlice(numbers)

   if(numbers == nil){
      fmt.Printf("切片是空的")
   }
}

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v\n",len(x),cap(x),x)
}

以上实例运行输出结果为：

len=0 cap=0 slice=[]
切片是空的

切片截取

可以通过设置下限及上限来设置截取切片[lower-bound:upper-bound]，实例如下：

package main

import "fmt"

func main() {
   /* 创建切片 */
   numbers := []int{0,1,2,3,4,5,6,7,8}
   printSlice(numbers)

   /* 打印原始切片 */
   fmt.Println("numbers ==", numbers)

   /* 打印子切片从索引1(包含) 到索引4(不包含)*/
   fmt.Println("numbers[1:4] ==", numbers[1:4])

   /* 默认下限为 0*/
   fmt.Println("numbers[:3] ==", numbers[:3])

   /* 默认上限为 len(s)*/
   fmt.Println("numbers[4:] ==", numbers[4:])

   numbers1 := make([]int,0,5)
   printSlice(numbers1)

   /* 打印子切片从索引  0(包含) 到索引 2(不包含) */
   number2 := numbers[:2]
   printSlice(number2)

   /* 打印子切片从索引 2(包含) 到索引 5(不包含) */
   number3 := numbers[2:5]
   printSlice(number3)

}

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v\n",len(x),cap(x),x)
}

以上代码运行输出结果为：

len=9 cap=9 slice=[0 1 2 3 4 5 6 7 8]
numbers == [0 1 2 3 4 5 6 7 8]
numbers[1:4] == [1 2 3]
numbers[:3] == [0 1 2]
numbers[4:] == [4 5 6 7 8]
len=0 cap=5 slice=[]
len=2 cap=9 slice=[0 1]
len=3 cap=7 slice=[2 3 4]

append()和copy()函数

如果想增加切片的容量，我们必须创建一个新的更大的切片并把原分片的内容都拷贝过来，下面的代码描述了从拷贝切片的copy方法和向切片追加新元素的append方法：

package main

import "fmt"

func main() {
   var numbers []int
   printSlice(numbers)

   /* 允许追加空切片 */
   numbers = append(numbers, 0)
   printSlice(numbers)

   /* 向切片添加一个元素 */
   numbers = append(numbers, 1)
   printSlice(numbers)

   /* 同时添加多个元素 */
   numbers = append(numbers, 2,3,4)
   printSlice(numbers)

   /* 创建切片 numbers1 是之前切片的两倍容量*/
   numbers1 := make([]int, len(numbers), (cap(numbers))*2)

   /* 拷贝 numbers 的内容到 numbers1 */
   copy(numbers1,numbers)
   printSlice(numbers1)
}

func printSlice(x []int){
   fmt.Printf("len=%d cap=%d slice=%v\n",len(x),cap(x),x)
}

以上代码运行输出结果为：

len=0 cap=0 slice=[]
len=1 cap=1 slice=[0]
len=2 cap=2 slice=[0 1]
len=5 cap=6 slice=[0 1 2 3 4]
len=5 cap=12 slice=[0 1 2 3 4]

Go语言范围(Range)

Go语言中range关键字用于for循环中迭代数组(array)、切片(slice)、通道(channel)或集合(map)的元素，在数组和切片中它返回元素的索引值，在集合中返回key-value对的key值，如下实例：

package main
import "fmt"
func main() {
    //这是我们使用range去求一个slice的和。使用数组跟这个很类似
    nums := []int{2, 3, 4}
    sum := 0
    for _, num := range nums {
        sum += num
    }
    fmt.Println("sum:", sum)
    //在数组上使用range将传入index和值两个变量。上面那个例子我们不需要使用该元素的序号，所以我们使用空白符"_"省略了。有时侯我们确实需要知道它的索引。
    for i, num := range nums {
        if num == 3 {
            fmt.Println("index:", i)
        }
    }
    //range也可以用在map的键值对上。
    kvs := map[string]string{"a": "apple", "b": "banana"}
    for k, v := range kvs {
        fmt.Printf("%s -> %s\n", k, v)
    }
    //range也可以用来枚举Unicode字符串。第一个参数是字符的索引，第二个是字符（Unicode的值）本身。
    for i, c := range "go" {
        fmt.Println(i, c)
    }
}

以上实例运行输出结果为：

sum: 9
index: 1
a -> apple
b -> banana
0 103
1 111

Go语言集合(Map)

Map是一种无序的键值对的集合，Map最重要的一点是通过key来快速检索数据，key类似于索引，指向数据的值。Map是一种集合，所以我们可以像迭代数组和切片那样迭代它。不过Map是无序的，我们无法决定它的返回顺序，这是因为Map是使用hash表来实现的。

定义Map

可以是用内建函数make也可以使用map关键字来定义Map：

/* 声明变量，默认 map 是 nil */
var map_variable map[key_data_type]value_data_type

/* 使用 make 函数 */
map_variable := make(map[key_data_type]value_data_type)

如果不初始化map，那么就会创建一个nil map。nil map不能用来存放键值对。

实例

下面实例演示了创建和使用map：

package main

import "fmt"

func main() {
   var countryCapitalMap map[string]string
   /* 创建集合 */
   countryCapitalMap = make(map[string]string)

   /* map 插入 key-value 对，各个国家对应的首都 */
   countryCapitalMap["France"] = "Paris"
   countryCapitalMap["Italy"] = "Rome"
   countryCapitalMap["Japan"] = "Tokyo"
   countryCapitalMap["India"] = "New Delhi"

   /* 使用 key 输出 map 值 */
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println("Capital of",country,"is",countryCapitalMap[country])
   }

   /* 查看元素在集合中是否存在 */
   captial, ok := countryCapitalMap["United States"]
   /* 如果 ok 是 true, 则存在，否则不存在 */
   if(ok){
      fmt.Println("Capital of United States is", captial)
   }else {
      fmt.Println("Capital of United States is not present")
   }
}

以上实例运行结果为：

Capital of France is Paris
Capital of Italy is Rome
Capital of Japan is Tokyo
Capital of India is New Delhi
Capital of United States is not present

delete()函数

delete()函数用于删除集合的元素，参数为map和其对应的key。实例如下：

package main

import "fmt"

func main() {
   /* 创建 map */
   countryCapitalMap := map[string] string {"France":"Paris","Italy":"Rome","Japan":"Tokyo","India":"New Delhi"}

   fmt.Println("原始 map")   

   /* 打印 map */
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println("Capital of",country,"is",countryCapitalMap[country])
   }

   /* 删除元素 */
   delete(countryCapitalMap,"France");
   fmt.Println("Entry for France is deleted")  

   fmt.Println("删除元素后 map")   

   /* 打印 map */
   for country := range countryCapitalMap {
      fmt.Println("Capital of",country,"is",countryCapitalMap[country])
   }
}

以上实例运行结果为：

原始 map
Capital of France is Paris
Capital of Italy is Rome
Capital of Japan is Tokyo
Capital of India is New Delhi
Entry for France is deleted
删除元素后 map
Capital of Italy is Rome
Capital of Japan is Tokyo
Capital of India is New Delhi