Arrays en Golang: longitud fija, semántica de valor y slices

Declarar un array

Un tipo array se escribe [N]T: una longitud y luego un tipo de elemento. La longitud se fija en tiempo de compilación y forma parte del tipo.

package main

import "fmt"

func main() {
	var scores [5]int // five zeros
	scores[0] = 90
	scores[4] = 75
	fmt.Println(scores, len(scores))

	days := [3]string{"Mon", "Tue", "Wed"}
	fmt.Println(days[1])

	primes := [...]int{2, 3, 5, 7, 11} // compiler counts: [5]int
	fmt.Printf("%T %v\n", primes, primes)

	// Index keys: unset positions get the zero value.
	sparse := [5]string{1: "b", 3: "d"}
	fmt.Printf("%q\n", sparse)
}

Salida:

[90 0 0 0 75] 5
Tue
[5]int [2 3 5 7 11]
["" "b" "" "d" ""]

Un array siempre está inicializado por completo. Los elementos que no asignas tienen el valor cero del tipo del elemento: 0, "", false, nil.

Índices y límites

Los índices van de 0 a len(a)-1. Un índice constante fuera de rango es un error de compilación. Un índice variable fuera de rango provoca un panic en tiempo de ejecución.

var a [3]int
a[5] = 1 // compile error: invalid argument: index 5 out of bounds [0:3]

i := 5
a[i] = 1 // panic: runtime error: index out of range [5] with length 3

Recorrer un array

for i, v := range a visita cada elemento en orden. v es una copia del elemento, así que asignar a v no cambia el array. Escribe a través del índice.

package main

import "fmt"

func main() {
	temps := [4]float64{21.5, 23.0, 19.8, 25.1}

	sum := 0.0
	for _, t := range temps {
		sum += t
	}
	fmt.Printf("average: %.2f\n", sum/float64(len(temps)))

	for i := range temps {
		temps[i] += 1 // modifies the array
	}
	fmt.Println(temps)
}

Hay un detalle más propio de los arrays: range sobre un valor array evalúa una copia del array al principio. Si el cuerpo modifica elementos posteriores, v sigue mostrando los valores antiguos. Recorrer &a o a[:] evita la copia.

Los arrays son valores

Esta es la gran diferencia con los arrays de C, Java o JavaScript. Asignar un array copia todos sus elementos. Pasar un array a una función también lo copia.

package main

import "fmt"

func reset(a [3]int) {
	a[0] = 0 // changes the function's copy
}

func resetPtr(a *[3]int) {
	a[0] = 0 // changes the caller's array
}

func main() {
	a := [3]int{1, 2, 3}
	b := a // full copy
	b[0] = 99
	fmt.Println(a, b)

	reset(a)
	fmt.Println(a)

	resetPtr(&a)
	fmt.Println(a)
}

Salida:

[1 2 3] [99 2 3]
[1 2 3]
[0 2 3]

Copiar es barato con arrays pequeños y caro con arrays grandes: pasar un [1_000_000]int por valor copia ocho megabytes. Pasa un puntero (*[N]T) o un slice (a[:]) cuando el array sea grande o la función tenga que modificarlo. Indexar a través de un puntero a array no necesita * explícito: a[0] funciona sobre un *[3]int.

Comparar arrays y usarlos como claves de map

Los arrays de elementos comparables admiten == y !=. Dos arrays son iguales cuando cada elemento es igual. Eso también los convierte en claves de map válidas, cosa que los slices no son.

package main

import "fmt"

func main() {
	x := [3]int{1, 2, 3}
	y := [3]int{1, 2, 3}
	fmt.Println(x == y)

	// A grid position as a map key.
	type pos [2]int
	visited := map[pos]bool{}
	visited[pos{0, 0}] = true
	visited[pos{2, 1}] = true
	fmt.Println(visited[pos{2, 1}], visited[pos{1, 1}])
}

Los arrays de longitudes distintas son tipos distintos y no se pueden comparar: [3]int{} == [4]int{} no compila (mismatched types [3]int and [4]int).

Arrays multidimensionales

Un array de arrays te da una cuadrícula fija. Toda la cuadrícula es un único bloque contiguo de memoria.

package main

import "fmt"

func main() {
	var board [3][3]rune
	for r := range board {
		for c := range board[r] {
			board[r][c] = '.'
		}
	}
	board[1][1] = 'X'
	board[0][2] = 'O'

	for _, row := range board {
		fmt.Println(string(row[:]))
	}
}

row[:] convierte la fila [3]rune en un slice []rune, que string() acepta.

Arrays frente a slices

En la práctica te encontrarás arrays sobre todo en unos pocos sitios: sha256.Sum256 devuelve un [32]byte, tablas de consulta cuyo tamaño nunca cambia, y como almacenamiento de respaldo de un slice. Recortar un array con a[:] o a[1:3] crea un slice que comparte su memoria; la página de slices explica qué implica compartirla.

Convertir entre arrays y slices

package main

import "fmt"

func main() {
	arr := [4]int{1, 2, 3, 4}
	s := arr[:] // slice view: shares memory with arr
	s[0] = 100
	fmt.Println(arr)

	nums := []int{7, 8, 9}
	a := [3]int(nums) // Go 1.20: slice to array, copies
	nums[0] = 0
	fmt.Println(a, nums)

	p := (*[3]int)(nums) // Go 1.17: array pointer, shares memory
	p[1] = 0
	fmt.Println(nums)
}

Convertir un slice en un array (Go 1.20) o en un puntero a array (Go 1.17) provoca un panic si el slice es más corto que la longitud del array: panic: runtime error: cannot convert slice with length 2 to array or pointer to array with length 3.

Errores comunes

• Esperar que una función modifique un array que recibe como argumento. Recibe una copia. Pasa *[N]T o un slice.
• Usar un array donde se espera un slice. []int{1, 2} es un slice, [2]int{1, 2} es un array. Una función que recibe []int no acepta un [2]int; pasa a[:].
• Arrays grandes en un bucle range. for _, v := range bigArray copia primero todo el array. Recorre &bigArray o un slice.