Golang 배열: 고정 길이, 값 의미론, 슬라이스와의 차이

배열 선언하기

배열 타입은 [N]T로 씁니다. 길이 다음에 요소 타입이 옵니다. 길이는 컴파일 타임에 고정되며 타입의 일부입니다.

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)
}

출력:

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

배열은 항상 전부 초기화됩니다. 값을 지정하지 않은 요소에는 요소 타입의 제로 값(0, "", false, nil)이 들어갑니다.

인덱싱과 범위

인덱스는 0부터 len(a)-1까지입니다. 범위를 벗어난 상수 인덱스는 컴파일 오류이고, 범위를 벗어난 변수 인덱스는 런타임에 패닉을 일으킵니다.

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

순회하기

for i, v := range a는 요소를 순서대로 방문합니다. v는 요소의 복사본이므로 v에 대입해도 배열은 바뀌지 않습니다. 인덱스를 통해 쓰세요.

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)
}

배열에만 있는 미묘한 점이 하나 더 있습니다. 배열 값에 대한 range는 시작할 때 배열의 복사본을 평가합니다. 본문에서 뒤쪽 요소를 수정해도 v에는 여전히 이전 값이 보입니다. &a나 a[:]를 순회하면 복사를 피할 수 있습니다.

배열은 값이다

C, Java, JavaScript의 배열과 가장 크게 다른 점입니다. 배열을 대입하면 모든 요소가 복사됩니다. 함수에 넘길 때도 복사됩니다.

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)
}

출력:

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

작은 배열은 복사 비용이 적지만 큰 배열은 비쌉니다. [1_000_000]int를 값으로 넘기면 8메가바이트가 복사됩니다. 배열이 크거나 함수가 배열을 바꿔야 한다면 포인터(*[N]T)나 슬라이스(a[:])를 넘기세요. 배열 포인터로 인덱싱할 때는 *를 명시할 필요가 없습니다. *[3]int에서도 a[0]이 동작합니다.

배열 비교와 맵 키로 쓰기

비교 가능한 요소로 된 배열은 ==와 !=를 지원합니다. 모든 요소가 같으면 두 배열은 같습니다. 그래서 배열은 슬라이스와 달리 맵 키로 쓸 수 있습니다.

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}])
}

길이가 다른 배열은 다른 타입이라서 아예 비교할 수 없습니다. [3]int{} == [4]int{}는 컴파일되지 않습니다(mismatched types [3]int and [4]int).

다차원 배열

배열의 배열은 고정된 격자를 만듭니다. 격자 전체가 연속된 하나의 메모리 블록입니다.

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[:]는 [3]rune 행을 string()이 받을 수 있는 []rune 슬라이스로 바꿉니다.

배열과 슬라이스

실제로 배열을 만나는 곳은 몇 군데뿐입니다. [32]byte를 반환하는 sha256.Sum256, 크기가 변하지 않는 조회 테이블, 그리고 슬라이스의 기반 저장소입니다. 배열을 a[:]나 a[1:3]로 자르면 메모리를 공유하는 슬라이스가 생깁니다. 그 공유가 무엇을 뜻하는지는 슬라이스 페이지에서 다룹니다.

배열과 슬라이스 사이의 변환

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)
}

슬라이스를 배열(Go 1.20)이나 배열 포인터(Go 1.17)로 변환할 때 슬라이스가 배열 길이보다 짧으면 패닉이 납니다: panic: runtime error: cannot convert slice with length 2 to array or pointer to array with length 3.

흔한 실수

• 함수가 배열 인자를 수정해 주길 기대함. 함수는 복사본을 받습니다. *[N]T나 슬라이스를 넘기세요.
• 슬라이스가 필요한 곳에 배열을 씀. []int{1, 2}는 슬라이스이고 [2]int{1, 2}는 배열입니다. []int를 받는 함수는 [2]int를 받지 않으므로 a[:]를 넘기세요.
• range 반복문에서 큰 배열 사용. for _, v := range bigArray는 먼저 배열 전체를 복사합니다. &bigArray나 슬라이스를 순회하세요.