Golang-3-struct、slice、映射

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Parts of A Tour Of Go

指针

Go具有指针，指针保存了变量的内存地址。
类型*T是指向T类型值的指针，其零值为nil。
&操作符会生成一个指向其操作数的指针。
*操作符表示指针指向的底层值。

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// 类型声明
var p *int
// 赋值
i := 55
p = &i
// 通过指针p读取i
fmt.Println(*p)
// 通过指针p修改i
*p = 66

与C不同，Go没有指针运算。

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package main

import "fmt"

func main() {
	i, j := 92, 2701

	// 指针p指向i
	p := &i
	// 通过指针p读取i
	fmt.Println(*p)
	// 通过指针p修改i
	*p = 21
	fmt.Println(i)

	p = &j
	*p = *p / 37
	fmt.Println(j)
}

结构体

一个结构体struct就是一个字段的集合。
type声明用于定义类型。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X int
	Y int
}

func main() {
	fmt.Println(Vertex{1, 2})
}

结构体字段用点号来访问。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X int
	Y int
}

func main() {
	v := Vertex{1, 2}
	v.X = 5
	fmt.Println(v)
}

结构体字段也可以用结构体指针来访问。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X int
	Y int
}

func main() {
	v := Vertex{1, 2}
	// 声明一个指向结构体v的指针p
	p := &v
	// 间接引用
	(*p).X = 18
	// 隐式间接引用
	p.Y = 2e9
	fmt.Println(v)
}

可以通过直接列出字段的值来分配一个结构体。
使用Name:语法可以仅列出部分字段(顺序无关)。
特殊前缀&返回一个指向结构体的指针。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	X, Y int
}

var (
	// X: 1 Y: 2
	v1 = Vertex{1, 2}
	// X: 1 Y: 0
	v2 = Vertex{X: 1}
	// X: 0 Y: 0
	v3 = Vertex{}
	// type *Vertex
	p = &Vertex{1, 2}
)

func main() {
	fmt.Println(v1, v2, v3, p)
}

数组

类型[n]T表示拥有n个T类型的值的数组。
数组的长度是其类型的一部分，因此数组不能改变大小。

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package main

import "fmt"

func main() {
	// 声明
	var a [2]string
	// 赋值
	a[0] = "Hello"
	a[1] = "World"
	fmt.Println(a[0], a[1])
	fmt.Println(a)

	// 声明时赋值
	primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	fmt.Println(primes)
}

切片

每个数组的大小都是固定的，而切片可以实现动态大小。
在实践中，切片比数组更常用。
类型[]T表示一个元素类型为T的切片。

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a[0:5] // 为数组a的前五个元素创建一个切片
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package main

import "fmt"

func main() {
	// 声明数组(底层数组)
	primes := [6]int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	// 声明切片
	var s []int = primes[1:4]

	fmt.Println(s)
}

切片就像数组的引用

切片并不存储任何数据，它只是描述了底层数组中的一段。
更改切片的元素会修改其底层数组中对应的元素。
与它共享底层数组的切片都会观测到这些修改。

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package main

import "fmt"

func main() {
	names := [4]string{
		"John",
		"Paul",
		"George",
		"Ringo",
	}
	fmt.Println(names)	// [John Paul George Ringo]

	a := names[0:2]
	b := names[1:3]
	fmt.Println(a, b)	// [John Paul] [Paul George]

	b[0] = "XXX"
	fmt.Println(a, b)	// [John XXX] [XXX George]
	fmt.Println(names)	// [John XXX George Ringo]
}

切片语法

切片语法类似于没有长度的数组语法。

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// 数组语法
[3]bool{true, false, true}
// 切片语法
// 会创建一个和上面一样的数组，并构建一个引用了它的切片
[]bool{true, false, true}
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package main

import "fmt"

func main() {
	q := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	fmt.Println(q)

	r := []bool{true, false, true, true, false, true}
	fmt.Println(r)

	s := []struct {
		i int
		b bool
	}{
		{2, true},
		{3, false},
		{5, true},
		{7, true},
		{11, false},
		{13, true},
	}
	fmt.Println(s)
}

切片的默认行为

在进行切片时，你可以利用它的默认行为来忽略上下界。
切片下界默认值为0，上界的默认值为该切片的长度。

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var a [10]int
// 对于数组a来说，以下切片是等价的
s1 := a[0:10]
s2 := a[:10]
s3 := a[0:]
s4 := a[:]
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package main

import "fmt"

func main() {
	s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}

	s = s[1:4]
	fmt.Println(s)	// [3 5 7]

	s = s[:2]
	fmt.Println(s)	// [3 5]

	s = s[1:]
	fmt.Println(s)	// [5]
}

切片的长度和容量

切片拥有长度和容量两个属性。
切片的长度就是它所包含的元素个数。
切片的容量是从它第一个元素开始数，到其底层数组元素末尾的个数。
切片s的长度和容量可以通过表达式len(s)和cap(s)来获取。
可以通过重新切片来扩展一个切片，给它提供足够的容量。

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package main

import "fmt"

func main() {
	s := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
	printSlice(s)	// len=6, cap=6 [2 3 5 7 11 13]

	// 0长度切片 - len变小 cap不变
	s = s[:0]
	printSlice(s)	// len=0, cap=6 []

	// 扩展长度 - len变大 cap不变
	s = s[:4]
	printSlice(s)	// len=4, cap=6 [2 3 5 7]

	// 丢弃前两个数 - len变小 cap变小
	s = s[2:]
	printSlice(s)	// len=2, cap=4 [5 7]

	printSlice(s[:4])	// len=4, cap=4 [5 7 11 13]
	printSlice(s[:5])	// painc: runtime error: slice bounds out of range
}

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

len只能在cap范围内改变。

nil切片

切片的零值是nil。
nil切片的长度和容量为0且没有底层数组。

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package main

import "fmt"

func main() {
	var s []int
	fmt.Println(s, len(s), cap(s))	// [] 0 0
	if s == nil {
		fmt.Println("slice nil")
	}
}

用make创建切片

切片可以使用内建函数make来创建。
make函数会创建一个元素全为零值的数组，并返回一个引用了该数组的切片。

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package main

import "fmt"

func main() {
	a := make([]int, 5)
	printSlice("a", a)	// a len=5 cap=5 [0 0 0 0 0]

	b := make([]int, 0, 5)
	printSlice("b", b)	// b len=0 cap=5 []

	c := b[:2]
	printSlice("c", c)	// c len=2 cap=5 [0 0]

	d := c[2:5]
	printSlice("d", d)	// d len=3 cap=3 [0 0 0]
}

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

切片的切片

切片可包含任何类型，包括其它切片。

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package main

import (
	"fmt"
	"strings"
)

func main() {
	// 九宫格
	board := [][]string{
		[]string{"_", "_", "_"},
		[]string{"_", "_", "_"},
		[]string{"_", "_", "_"},
	}

	// 依次填入 "X" or "O"
	board[0][0] = "X"
	board[2][2] = "O"
	board[1][2] = "X"
	board[1][0] = "O"
	board[0][2] = "X"

	// 打印九宫格
	for i := 0; i < len(board); i++ {
		// 在字符中插入空格
		fmt.Printf("%s\n", strings.Join(board[i], " "))
	}
}

向切片追加元素append

Go提供了内建函数append为切片追加新的元素。

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func append(s []T, vs ...T) []T

append的第一个参数s是一个元素类型为T的切片，其余类型为T的值将会追加到该切片的末尾。
当s的底层数组太小，不足以容纳所有给定的值时，append会分配一个更大的数组，返回的切片会指向这个新分配的数组。
Go切片：用法和本质

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package main

import "fmt"

func main() {
	var s []int
	printSlice(s)	// len=0 cap=0 []

	s = append(s, 0)
	printSlice(s)	// len=1 cap=1 [0]

	s = append(s, 1)
	printSlice(s)	// len=2 cap=2 [0 1]

	s = append(s, 2, 3, 4, 5, 6)
	printSlice(s)	// len=7 cap=8 [0 1 2 3 4 5 6]
}

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

range

for循环的range形式可遍历切片或映射。
当使用for循环遍历切片时，每次迭代都会返回两个值。第一个值为当前元素的下标，第二个值为该下标所对应元素的一份副本。

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package main

import "fmt"

var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}

func main() {
	for i, v := range pow {
		fmt.Printf("2**%d = %d\n", i, v)
	}
}

可以将下标或值赋予_来忽略它。
若只需要索引，去掉, value的部分即可。

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package main

import "fmt"

func main() {
	pow := make([]int, 10)

	for i := range pow {
		pow[i] = 1 << uint(i)
	}

	for _, value := range pow {
		fmt.Printf("%d\n", value)
	}
}

练习: 切片

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package main

import "golang.org/x/tour/pic"

func Pic(dx, dy int) [][]uint8 {
	var reply [][]uint8
	var temp []uint8
	for x := 0; x < dx; x++ {
		temp = temp[:0]
		for y := 0; y < dy; y++ {
			temp = append(temp, uint8(x*y))
		}
		reply = append(reply, temp)
	}
	return reply
}

func Pic2(dx, dy int) [][]uint8 {
	ret := make([][]uint8, dy)
	for i := 0; i < dy; i++ {
		ret[i] = make([]uint8, dx)
		for j := 0; j < dx; j++ {
			ret[i][j] = uint8(i * j)
		}
	}
	return ret
}

func main() {
	pic.Show(Pic)
	pic.Show(Pic2)
}

映射

映射将键(key)映射到值(value)。
映射的零值为nil。
nil映射没有键，也不能添加键。
make函数会返回给定类型的映射，并将其初始化备用。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	Lat, Long float64
}

// nil map
var m map[string]Vertex

func main() {
	m = make(map[string]Vertex)
	m["Bell Labs"] = Vertex{
		90.68133, -38.183928,
	}
	fmt.Println(m["Bell Labs"])
}

映射语法

映射的语法与结构体相似，不过必须有键名。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	Lat, Long float64
}

var m = map[string]Vertex{
	"Bell Labs": Vertex{
		90.68133, -38.183928,
	},
	"Google": Vertex{
		901.682133, -366.183213,
	},
}

func main() {
	fmt.Println(m)
}

若顶级类型只是一个类型名，可以在语法中省略它。

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package main

import "fmt"

type Vertex struct {
	Lat, Long float64
}

var m = map[string]Vertex{
	"Bell Labs": {
		90.68133, -38.183928,
	},
	"Google": {
		901.682133, -366.183213,
	},
}

func main() {
	fmt.Println(m)
}

修改映射

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package main

import "fmt"

func main() {
	// 声明
	m := make(map[string]int)

	// 在映射中插入元素
	m["Answer"] = 1
	// 获取元素
	fmt.Println("The Value: ", m["Answer"])

	// 在映射中修改元素
	m["Answer"] = 2
	fmt.Println("The Value: ", m["Answer"])

	// 删除元素
	delete(m, "Answer")
	fmt.Println("The Value: ", m["Answer"])

	// 通过双赋值检测某个键是否存在
	// var ok bool
	// 若 key 在映射中，ok 为 true；否则 ok 为 false
	// 若 key 不在映射中，那么 value 是该映射元素类型的零值
	// 当从映射中读取某个不存在的键时，结果是映射元素类型的零值
	v, ok := m["Answer"]
	fmt.Println("The Value: ", v, "Present? ", ok)
}

练习: 映射

实现WordCount。它应当返回一个映射，其中包含字符串中每个单词的个数。
函数wc.Test会对此函数执行一系列测试用例，并输出成功还是失败。

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package main

import (
	"golang.org/x/tour/wc"
	"strings"
)

func WordCount(s string) map[string]int {
	var ret = make(map[string]int)
	var temp = strings.Fields(s)
	for _, one := range temp {
		num, ok := ret[one]
		if ok {
			ret[one] = num + 1
		} else {
			ret[one] = 1
		}
	}
	return ret
}

func main() {
	wc.Test(WordCount)
}

函数值

函数可以像其它值一样传递。
函数值可以用作函数的参数或返回值。

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package main

import (
	"fmt"
	"math"
)

// compute函数的参数是一个函数，并返回一个float64
// 作为参数的函数接受两个float64的参数，并返回一个float64
func compute(fn func(float64, float64) float64) float64 {
	return fn(3, 5)
}

func main() {
	// hypot 是一个函数
	hypot := func(x, y float64) float64 {
		return math.Sqrt(x*x + y*y)
	}

	fmt.Println(hypot(5, 12))

	fmt.Println(compute(hypot))
	fmt.Println(compute(math.Pow))
}

函数的闭包

Go函数可以是一个闭包。闭包是一个函数值，它引用了其函数体之外的变量。
该函数可以访问并赋予其引用的变量的值，换句话说，这些变量被“绑定”在该函数中了。

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package main

import "fmt"

// 函数 adder 不接受参数，返回一个函数(闭包)
// 作为返回值的函数接受一个int参数，返回一个int
// 每个 adder 函数返回的函数闭包独立拥有一个 sum
func adder() func(int) int {
	sum := 0
	return func(x int) int {
		sum += x
		return sum
	}
}

// func pos 和 func neg 各自绑定一个sum变量
// 0 0 0
// 1 1 -2
// 2 3 -6
// 3 6 -12
// 4 10 -20
// 5 15 -30
// 6 21 -42
// 7 28 -56
// 8 36 -72
// 9 45 -90
func main() {
	pos, neg := adder(), adder()
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(
			i,
			pos(i),
			neg(-2*i),
		)
	}
}

练习: 斐波纳契闭包

实现一个fibonacci函数，它返回一个函数(闭包)，该闭包返回一个斐波纳契数列 (0, 1, 1, 2, 3, 5, ...)

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package main

import "fmt"

// fibonacci is a function that returns
// a function that returns an int.
func fibonacci() func() int {
	tempL0 := 0
	tempL1 := 1

	retFunc := func() int {
		tempL0, tempL1 = tempL1, tempL0
		tempL1 = tempL0 + tempL1
		return tempL1
	}
	return retFunc
}

func main() {
	f := fibonacci()
	for i := 0; i < 10; i++ {
		fmt.Println(f())
	}
}