Tablice w Go (Golang): stała długość, kopiowanie i slice'y

Deklarowanie tablicy

Typ tablicowy zapisuje się jako [N]T: najpierw długość, potem typ elementu. Długość jest ustalana w czasie kompilacji i jest częścią typu.

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)
}

Wynik:

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

Tablica jest zawsze w pełni zainicjalizowana. Elementy, którym nie przypiszesz wartości, mają wartość zerową typu elementu: 0, "", false, nil.

Indeksy i granice

Indeksy biegną od 0 do len(a)-1. Stały indeks poza zakresem to błąd kompilacji. Zmienny indeks poza zakresem wywołuje panic w czasie działania programu.

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

Iterowanie

for i, v := range a odwiedza kolejno każdy element. v jest kopią elementu, więc przypisanie do v nie zmienia tablicy. Zapisuj przez indeks.

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)
}

Jest jeszcze jeden niuans typowy dla tablic: range po wartości tablicy na początku oblicza jej kopię. Jeśli ciało pętli zmienia dalsze elementy, v nadal pokazuje stare wartości. Iterowanie po &a lub a[:] pozwala uniknąć kopii.

Tablice są wartościami

To główna różnica w porównaniu z tablicami w C, Javie czy JavaScripcie. Przypisanie tablicy kopiuje każdy element. Przekazanie tablicy do funkcji też ją kopiuje.

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)
}

Wynik:

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

Kopiowanie jest tanie dla małych tablic i drogie dla dużych: przekazanie [1_000_000]int przez wartość kopiuje osiem megabajtów. Przekaż wskaźnik (*[N]T) lub slice (a[:]), gdy tablica jest duża albo funkcja ma ją zmienić. Indeksowanie przez wskaźnik do tablicy nie wymaga jawnego *: a[0] działa na *[3]int.

Porównywanie tablic i używanie ich jako kluczy mapy

Tablice porównywalnych elementów obsługują == i !=. Dwie tablice są równe, gdy każdy element jest równy. Dzięki temu mogą być kluczami mapy, czego slice'y nie potrafią.

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}])
}

Tablice o różnych długościach to różne typy i w ogóle nie da się ich porównać: [3]int{} == [4]int{} się nie kompiluje (mismatched types [3]int and [4]int).

Tablice wielowymiarowe

Tablica tablic daje stałą siatkę. Cała siatka to jeden ciągły blok pamięci.

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[:] zamienia wiersz [3]rune w slice []rune, który przyjmuje string().

Tablica a slice

W praktyce tablice spotkasz głównie w kilku miejscach: sha256.Sum256 zwraca [32]byte, tablice wyszukiwania o niezmiennym rozmiarze oraz jako pamięć bazowa slice'a. Wycięcie tablicy przez a[:] lub a[1:3] tworzy slice, który dzieli z nią pamięć; strona o slice'ach wyjaśnia, co oznacza to współdzielenie.

Konwersja między tablicami a slice'ami

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)
}

Konwersja slice'a na tablicę (Go 1.20) lub na wskaźnik do tablicy (Go 1.17) wywołuje panic, jeśli slice jest krótszy niż długość tablicy: panic: runtime error: cannot convert slice with length 2 to array or pointer to array with length 3.

Typowe błędy

• Oczekiwanie, że funkcja zmieni tablicę przekazaną jako argument. Dostaje kopię. Przekaż *[N]T albo slice.
• Używanie tablicy tam, gdzie potrzebny jest slice. []int{1, 2} to slice, [2]int{1, 2} to tablica. Funkcja przyjmująca []int nie przyjmie [2]int; przekaż a[:].
• Duże tablice w pętli range. for _, v := range bigArray najpierw kopiuje całą tablicę. Iteruj po &bigArray albo po slice'ie.