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arrays - 为什么在 Go 中有数组？

coder 2023-04-30 原文

我了解 Go 中数组和 slice 之间的区别。但我不明白的是为什么拥有数组是有帮助的。为什么数组类型定义指定长度和元素类型会有帮助？为什么我们使用的每个“数组”不能都是 slice ？

最佳答案

还有更多到arrays不仅仅是固定长度:它们是 comparable , 他们是 值 (不是引用或指针类型)。

在某些情况下，数组相对于 slice 有无数的优势，所有这些都足以证明数组(连同 slice )的存在是合理的。让我们看看他们。 (我什至没有将数组视为 slice 的构建块。)

1. 具有可比性意味着 您可以在 map 中使用数组作为键 ，但不是 slice 。是的，您现在可以说为什么不让 slice 具有可比性，这样仅凭这一点就不能证明两者的存在是合理的。 slice 上的相等性没有很好地定义。 FAQ: Why don't maps allow slices as keys?

They don't implement equality because equality is not well defined on such types; there are multiple considerations involving shallow vs. deep comparison, pointer vs. value comparison, how to deal with recursive types, and so on.



2. 数组还可以为您提供更高的编译时安全性 ，因为可以在编译时检查索引边界(数组长度必须计算为非负值 constant 可由类型 int 表示):
s := make([]int, 3)
s[3] = 3 // "Only" a runtime panic: runtime error: index out of range

a := [3]int{}
a[3] = 3 // Compile-time error: invalid array index 3 (out of bounds for 3-element array)

3. 还有传递或分配数组值将隐式复制 整个数组，因此它将与原始值“分离”。如果你传递一个 slice ，它仍然会复制一个 slice 头，但 slice 值(头)将指向同一个后备数组。这可能是也可能不是您想要的。如果您想从“原始” slice 中“分离” slice ，则必须明确复制内容，例如内置 copy() 函数到一个新的 slice 。
a := [2]int{1, 2}
b := a
b[0] = 10 // This only affects b, a will remain {1, 2}

sa := []int{1, 2}
sb := sa
sb[0] = 10 // Affects both sb and sa

4. 同样由于数组长度是数组类型的一部分，不同长度的数组是不同的类型 .一方面，这可能是“麻烦事”(例如，您编写的函数接受类型为 [4]int 的参数，您不能使用该函数来获取和处理类型为 [5]int 的数组)，但是这也可能是一个优势:这可能用于明确指定长度 预期的数组。例如。你想写一个接受 IPv4 地址的函数，它可以用类型 [4]byte 建模。 .现在您有一个编译时保证，传递给您的函数的值将恰好有 4 个字节，不多也不少(无论如何，这将是一个无效的 IPv4 地址)。

5. 与上一篇相关，数组长度也可以用于文档目的 . A型[4]byte正确记录 IPv4 有 4 个字节。安 rgb类型变量 [3]byte告诉每个颜色分量有 1 个字节。在某些情况下，它甚至被取出并可用，单独记录；例如在 crypto/md5 包裹: md5.Sum() 返回 [Size]byte 类型的值哪里md5.Size是一个常数 16 : MD5 校验和的长度。

6. 当 时，它们也非常有用。规划结构类型的内存布局 ，请在此处查看 JimB 的回答，以及 this answer in greater detail and real-life example .

7. 此外，由于 slice 是标题并且它们(几乎)总是按原样(没有指针)传递，与指向数组的指针相比，语言规范对 slice 指针的限制更多 .例如，规范提供了多个用于操作数组指针的简写，而在 slice 的情况下同样会产生编译时错误(因为很少使用指向 slice 的指针，如果你仍然想要/必须这样做，你必须明确处理它；在 this answer 中阅读更多信息)。

这样的例子是:
  • slice p指向数组的指针:p[low:high]是 (*p)[low:high] 的简写.如 p是一个指向 slice 的指针，这是编译时错误( spec: Slice expressions )。
  • 索引 p指向数组的指针:p[i]是 (*p)[i] 的简写.如 p是指向 slice 的指针，这是编译时错误( spec: Index expressions )。

    • 例子:
    pa := &[2]int{1, 2}
fmt.Println(pa[1:1]) // OK
fmt.Println(pa[1])   // OK

ps := &[]int{3, 4}
println(ps[1:1]) // Error: cannot slice ps (type *[]int)
println(ps[1])   // Error: invalid operation: ps[1] (type *[]int does not support indexing)

    8. 访问(单个)数组元素更有效 比访问 slice 元素；对于 slice ，运行时必须通过隐式指针取消引用。此外，“如果 len(s) 的类型是数组或指向数组的指针，则表达式 cap(s) 和 s 是常量”。

    可能令人惊讶，但您甚至可以这样写:
    type IP [4]byte

const x = len(IP{}) // x will be 4

    它是有效的，即使 IP{} 也会被评估和编译不是 constant expression所以例如const i = IP{}将是一个编译时错误!在此之后，以下内容也有效也就不足为奇了:
    const x2 = len((*IP)(nil)) // x2 will also be 4

    注意:当对一个完整的数组和一个完整的 slice 进行测距时，可能根本没有性能差异，因为显然它可能会被优化，以便 slice 头中的指针只被取消引用一次。有关详细信息/示例，请参阅 Array vs Slice: accessing speed .

    查看可以使用数组/比 slice 更有意义的相关问题:

    Why use arrays instead of slices?

    Why can't Go slice be used as keys in Go maps pretty much the same way arrays can be used as keys?

    Hash with key as an array type

    How do I check the equality of three values elegantly?

    Slicing a slice pointer passed as argument

    这只是出于好奇: a slice can contain itself while an array can't . (实际上，此属性使比较更容易，因为您不必处理递归数据结构)。

    必读博客:

    Go Slices: usage and internals

    Arrays, slices (and strings): The mechanics of 'append'

    关于arrays - 为什么在 Go 中有数组？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/38645175/

    有数arrayscodestrongslicego

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