【技术】Golang初探——指针、数组、map、函数

指针

Go 具有指针。 指针保存了变量的内存地址。
类型 *T 是指向类型 T 的值的指针。其零值是 nil

var p *int
& 符号会生成一个指向其作用对象的指针。
i := 42
p = &i

'*' 符号表示指针指向的底层的值。

fmt.Println(*p) // 通过指针 p 读取 i
*p = 21         // 通过指针 p 设置 i

这也就是通常所说的“间接引用”或“非直接引用”。
与 C 不同,Go 没有指针运算。

func main() {
    i, j := 42, 2701

    p := &i         // 指向i
    fmt.Println(*p) // 通过指针获取i的值
    *p = 21         // 通过指针给赋值
    fmt.Println(i)  

    p = &j         // 指向j
    *p = *p / 37   // 通过指针进行运算
    fmt.Println(j) 
}
/*
42
21
73
*/

结构体

一个结构体(struct)就是一个字段的集合。
(而 type 的含义跟其字面意思相符。)

type Vertex struct {
    X int
    Y int
}
func main() {
    fmt.Println(Vertex{1, 2})
}
// {1, 2}

结构体字段使用点号来访问

func main() {
    v := Vertex{1, 2}
    v.X = 4
    fmt.Println(v.X)
}

结构体指针
结构体字段可以通过结构体指针来访问。
通过指针间接的访问是透明的。

func main() {
    v := Vertex{1, 2}
    p := &v
    p.X = 1e9
    fmt.Println(v)
    fmt.Println(&p)
    fmt.Println(*p)
    fmt.Println(p)
}
/*
{1000000000 2}
0xc42000c028
{1000000000 2}
&{1000000000 2}
*/

结构体文法
结构体文法表示通过结构体字段的值作为列表来新分配一个结构体。
使用 Name: 语法可以仅列出部分字段。(字段名的顺序无关。)
特殊的前缀 & 返回一个指向结构体的指针。

var (
    v1 = Vertex{1, 2}  // 类型为 Vertex
    v2 = Vertex{X: 1}  // Y:0 被省略
    v3 = Vertex{}      // X:0 和 Y:0
    p  = &Vertex{1, 2} // 类型为 *Vertex
)

func main() {
    fmt.Println(v1, p, v2, v3)
}
// {1 2} &{1 2} {1 0} {0 0}

数组

类型 [n]T 是一个有 n 个类型为 T 的值的数组。
表达式

var Name [Length]Type

定义变量 a 是一个有十个整数的数组。
数组的长度是其类型的一部分,因此数组不能改变大小。 这看起来是一个制约,但是请不要担心; Go 提供了更加便利的方式来使用数组。

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

slice
一个 slice 会指向一个序列的值,并且包含了长度信息。
[]T 是一个元素类型为 T 的 slice。

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

    for i := 0; i < len(p); i++ {
        fmt.Printf("p[%d] == %d\n", i, p[i])
    }
}
/*
p == [2 3 5 7 11 13]
p[0] == 2
p[1] == 3
p[2] == 5
p[3] == 7
p[4] == 11
p[5] == 13
*/

对 slice 切片
slice 可以重新切片,创建一个新的 slice 值指向相同的数组。
表达式
's[lo:hi]'
表示从 lo 到 hi-1 的 slice 元素,含两端。因此
's[lo:lo]'
是空的,而
's[lo:lo+1]'
有一个元素。

func main() {
    p := []int{2, 3, 5, 7, 11, 13}
    fmt.Println("p ==", p)
    fmt.Println("p[1:4] ==", p[1:4])

    // 省略下标代表从 0 开始
    fmt.Println("p[:3] ==", p[:3])

    // 省略上标代表到 len(s) 结束
    fmt.Println("p[4:] ==", p[4:])
}
/*
p == [2 3 5 7 11 13]
p[1:4] == [3 5 7]
p[:3] == [2 3 5]
p[4:] == [11 13]
*/

构造 slice
slice 由函数 make 创建。这会分配一个零长度的数组并且返回一个 slice 指向这个数组:

a := make([]int, 5)  // len(a)=5
为了指定容量,可传递第三个参数到 `make`:
b := make([]int, 0, 5) // len(b)=0, cap(b)=5
b = b[:cap(b)] // len(b)=5, cap(b)=5
b = b[1:]      // len(b)=4, cap(b)=4

make(T, n) slice slice of type T with length n and capacity n
make(T, n, m) slice slice of type T with length n and capacity m

func main() {
    a := make([]int, 5)
    printSlice("a", a)
    b := make([]int, 0, 5)
    printSlice("b", b)
    c := b[:2]
    printSlice("c", c)
    d := c[2:5]
    printSlice("d", d)
}

func printSlice(s string, x []int) {
    fmt.Printf("%s len=%d cap=%d %v\n",
        s, len(x), cap(x), x)
}
/*
a len=5 cap=5 [0 0 0 0 0]
b len=0 cap=5 []
c len=2 cap=5 [0 0]
d len=3 cap=3 [0 0 0]
*/

nil slice
slice 的零值是 nil。 'var z []int'

向 slice 添加元素

向 slice 添加元素是一种常见的操作,因此 Go 提供了一个内建函数 append。 内建函数的文档对 append 有详细介绍。

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

append 的第一个参数 s 是一个类型为 T 的数组,其余类型为 T 的值将会添加到 slice。
append 的结果是一个包含原 slice 所有元素加上新添加的元素的 slice。
如果 s 的底层数组太小,而不能容纳所有值时,会分配一个更大的数组。 返回的 slice 会指向这个新分配的数组。

func main() {
    var a []int
    printSlice("a", a)

    // append works on nil slices.
    a = append(a, 0)
    printSlice("a", a)

    // the slice grows as needed.
    a = append(a, 1)
    printSlice("a", a)

    // we can add more than one element at a time.
    a = append(a, 2, 3, 4)
    printSlice("a", a)
}

func printSlice(s string, x []int) {
    fmt.Printf("%s len=%d cap=%d %v\n",
        s, len(x), cap(x), x)
}
// cap 有一个增加算法, len单纯是长度
/*
a len=0 cap=0 []
a len=1 cap=1 [0]
a len=2 cap=2 [0 1]
a len=5 cap=6 [0 1 2 3 4]
*/

range

for 循环的 range 格式可以对 slice 或者 map 进行迭代循环。

var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}
func main() {
        // i => index, v => value
    for i, v := range pow {
        fmt.Printf("2^%d = %d\n", i, v)
    }
}
/*
2^0 = 1
2^1 = 2
2^2 = 4
2^3 = 8
2^4 = 16
2^5 = 32
2^6 = 64
2^7 = 128
*/

可以通过赋值给 _ 来忽略序号和值。
如果只需要索引值,去掉“, value”的部分即可。

func main() {
    pow := make([]int, 10)
    for i := range pow {
        pow[i] = 1 << uint(i)
    }
    for _, value := range pow {
        fmt.Printf("%d\n", value)
    }
}

map

map 映射键到值。
map 在使用之前必须用 make 而不是 new 来创建;值为 nil 的 map 是空的,并且不能赋值

type Vertex struct {
    Lat, Long float64
}

var m map[string]Vertex

func main() {
    m = make(map[string]Vertex)
    m["Bell Labs"] = Vertex{
        40.68433, -74.39967,
    }
    fmt.Println(m["Bell Labs"])
}
// {40.68433 -74.39967}

map 的文法跟结构体文法相似,不过必须有键名。

var m = map[string]Vertex{
    "Bell Labs": Vertex{
        40.68433, -74.39967,
    },
    "Google": Vertex{
        37.42202, -122.08408,
    },
}

func main() {
    fmt.Println(m)
}
// map[Bell Labs:{40.68433 -74.39967} Google:{37.42202 -122.08408}]

如果顶级的类型只有类型名的话,可以在文法的元素中省略键名

var m = map[string]Vertex{
    "Bell Labs": {40.68433, -74.39967},
    "Google":    {37.42202, -122.08408},
}
func main() {
    fmt.Println(m)
}

修改 map
在 map m 中插入或修改一个元素:
'm[key] = elem'
获得元素:
'elem = m[key]'
删除元素:
'delete(m, key)'
通过双赋值检测某个键存在:
'elem, ok = m[key]'
如果 key 在 m 中,ok 为 true 。否则, ok 为 false,并且 elem 是 map 的元素类型的零值。
同样的,当从 map 中读取某个不存在的键时,结果是 map 的元素类型的零值。

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

    m["Answer"] = 42
    fmt.Println("The value:", m["Answer"])

    m["Answer"] = 48
    fmt.Println("The value:", m["Answer"])

    delete(m, "Answer")
    fmt.Println("The value:", m["Answer"])

    v, ok := m["Answer"]
    fmt.Println("The value:", v, "Present?", ok)
}
/*
The value: 42
The value: 48
The value: 0
The value: 0 Present? false
*/

函数

函数也是值类型。

func main() {
    hypot := func(x, y float64) float64 {
        return math.Sqrt(x*x + y*y)
    }
    fmt.Println(hypot(3, 4))
}
// 5

函数的闭包
Go 函数可以是闭包的。闭包是一个函数值,它来自函数体的外部的变量引用。 函数可以对这个引用值进行访问和赋值;换句话说这个函数被“绑定”在这个变量上。
例如,函数 adder 返回一个闭包。每个闭包都被绑定到其各自的 sum 变量上。

func adder() func(int) int {
    sum := 0
    return func(x int) int {
        sum += x
        return sum
    }
}

func main() {
    pos, neg := adder(), adder()
    for i := 0; i < 10; i++ {
        fmt.Println(
            pos(i),
            neg(-2*i),
        )
    }
}
/*
0 0
1 -2
3 -6
6 -12
10 -20
15 -30
21 -42
28 -56
36 -72
45 -90
*/

闭包实现斐波拉契

func fibonacci() func() int {
    back1, back2 := 0, 1
    return func() int {
        back1, back2 = back2, (back1 + back2)
        return back1
    }
}

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

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