Arrays em Golang: tamanho fixo, semântica de valor e diferença para slices

Declarando um array

Um tipo array se escreve [N]T: um tamanho e depois o tipo do elemento. O tamanho é fixado em tempo de compilação e faz parte do 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)
}

Saída:

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

Um array está sempre totalmente inicializado. Elementos que você não define guardam o valor zero do tipo do elemento: 0, "", false, nil.

Indexação e limites

Os índices vão de 0 a len(a)-1. Um índice constante fora da faixa é erro de compilação. Um índice variável fora da faixa causa panic em tempo de execução.

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

Percorrendo

for i, v := range a visita cada elemento em ordem. v é uma cópia do elemento, então atribuir a v não muda o array. Escreva pelo 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)
}

Existe mais uma sutileza específica de arrays: o range sobre um valor de array avalia uma cópia do array logo no início. Se o corpo alterar elementos mais adiante, v ainda mostra os valores antigos. Fazer range sobre &a ou a[:] evita a cópia.

Arrays são valores

Essa é a principal diferença em relação aos arrays de C, Java ou JavaScript. Atribuir um array copia todos os elementos. Passar um array para uma função também o 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)
}

Saída:

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

Copiar é barato para arrays pequenos e caro para os grandes: passar um [1_000_000]int por valor copia oito megabytes. Passe um ponteiro (*[N]T) ou um slice (a[:]) quando o array for grande ou a função precisar alterá-lo. Indexar por um ponteiro de array não exige * explícito: a[0] funciona em um *[3]int.

Comparando arrays e usando-os como chave de map

Arrays de elementos comparáveis aceitam == e !=. Dois arrays são iguais quando todos os elementos são iguais. Isso também os torna chaves de map válidas, o que slices não são.

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}])
}

Arrays de tamanhos diferentes são tipos diferentes e não podem ser comparados de jeito nenhum: [3]int{} == [4]int{} não compila (mismatched types [3]int and [4]int).

Arrays multidimensionais

Um array de arrays dá uma grade fixa. A grade inteira é um único bloco contíguo de memória.

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[:] transforma a linha [3]rune em um slice []rune, que string() aceita.

Arrays ou slices

Na prática, você vai encontrar arrays principalmente em poucos lugares: sha256.Sum256 devolve um [32]byte, tabelas de consulta cujo tamanho nunca muda e como armazenamento por trás de um slice. Fatiar um array com a[:] ou a[1:3] cria um slice que compartilha a memória dele; a página de slices explica o que esse compartilhamento significa.

Convertendo entre arrays e 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)
}

Converter um slice em array (Go 1.20) ou em ponteiro de array (Go 1.17) causa panic se o slice for menor que o tamanho do array: panic: runtime error: cannot convert slice with length 2 to array or pointer to array with length 3.

Erros comuns

• Esperar que uma função altere um array passado como argumento. Ela recebe uma cópia. Passe *[N]T ou um slice.
• Usar um array onde se espera um slice. []int{1, 2} é um slice, [2]int{1, 2} é um array. Uma função que recebe []int não aceita um [2]int; passe a[:].
• Arrays grandes em um laço com range. for _, v := range bigArray copia o array inteiro antes. Faça range sobre &bigArray ou sobre um slice.