數組是一個由固定長度的特定類型元素組成的序列， 一個數組可以由零個或多個元素組成。因為數組的長度是固定的， 因此在Go語言中很少直接使用數組。 和數組對應的類型是Slice（ 切片） ， 它是可以增長和收縮動態序列， slice功能也更靈活， 但是要理解slice工作原理的話需要先理解數組。

數組的每個元素可以通過索引下標來訪問， 索引下標的范圍是從0開始到數組長度減1的位置。 內置的len函數將返回數組中元素的個數。

默認情況下， 數組的每個元素都被初始化為元素類型對應的零值， 對于數字類型來說就是0。我們也可以使用數組字面值語法用一組值來初始化數組：

在數組字面值中， 如果在數組的長度位置出現的是“…”省略號， 則表示數組的長度是根據初始化值的個數來計算。 因此， 上面q數組的定義可以簡化為

數組的長度是數組類型的一個組成部分， 因此[3]int和[4]int是兩種不同的數組類型。 數組的長度必須是常量表達式， 因為數組的長度需要在編譯階段確定。

我們將會發現， 數組、 slice、 map和結構體字面值的寫法都很相似。 上面的形式是直接提供順序初始化值序列， 但是也可以指定一個索引和對應值列表的方式初始化， 就像下面這樣：

在這種形式的數組字面值形式中， 初始化索引的順序是無關緊要的， 而且沒用到的索引可以省略， 和前面提到的規則一樣， 未指定初始值的元素將用零值初始化。 例如，

定義了一個含有100個元素的數組r， 最后一個元素被初始化為-1， 其它元素都是用0初始化。

如果一個數組的元素類型是可以相互比較的， 那么數組類型也是可以相互比較的， 這時候我們可以直接通過==比較運算符來比較兩個數組， 只有當兩個數組的所有元素都是相等的時候數組才是相等的。 不相等比較運算符!=遵循同樣的規則。

作為一個真實的例子， crypto/sha256包的Sum256函數對一個任意的字節slice類型的數據生成一個對應的消息摘要。 消息摘要有256bit大小， 因此對應[32]byte數組類型。 如果兩個消息摘要是相同的， 那么可以認為兩個消息本身也是相同（ 譯注： 理論上有HASH碼碰撞的情況，但是實際應用可以基本忽略） ； 如果消息摘要不同， 那么消息本身必然也是不同的。 下面的例子用SHA256算法分別生成“x”和“X”兩個信息的摘要：
gopl.io/ch4/sha256

上面例子中， 兩個消息雖然只有一個字符的差異， 但是生成的消息摘要則幾乎有一半的bit位是不相同的。 需要注意Printf函數的%x副詞參數， 它用于指定以十六進制的格式打印數組或slice全部的元素， %t副詞參數是用于打印布爾型數據， %T副詞參數是用于顯示一個值對應的數據類型。

當調用一個函數的時候， 函數的每個調用參數將會被賦值給函數內部的參數變量， 所以函數參數變量接收的是一個復制的副本， 并不是原始調用的變量。 因為函數參數傳遞的機制導致傳遞大的數組類型將是低效的， 并且對數組參數的任何的修改都是發生在復制的數組上， 并不能直接修改調用時原始的數組變量。 在這個方面， Go語言對待數組的方式和其它很多編程語言不同， 其它編程語言可能會隱式地將數組作為引用或指針對象傳入被調用的函數。

當然， 我們可以顯式地傳入一個數組指針， 那樣的話函數通過指針對數組的任何修改都可以直接反饋到調用者。 下面的函數用于給[32]byte類型的數組清零：

其實數組字面值[32]byte{}就可以生成一個32字節的數組。 而且每個數組的元素都是零值初始化， 也就是0。 因此， 我們可以將上面的zero函數寫的更簡潔一點：

雖然通過指針來傳遞數組參數是高效的， 而且也允許在函數內部修改數組的值， 但是數組依然是僵化的類型， 因為數組的類型包含了僵化的長度信息。 上面的zero函數并不能接收指向[16]byte類型數組的指針， 而且也沒有任何添加或刪除數組元素的方法。 由于這些原因， 除了像SHA256這類需要處理特定大小數組的特例外， 數組依然很少用作函數參數； 相反， 我們一般使用slice來替代數組。

內置的append函數用于向slice追加元素：

在循環中使用append函數構建一個由九個rune字符構成的slice， 當然對應這個特殊的問題我們可以通過Go語言內置的[]rune(“Hello, 世界”)轉換操作完成。

append函數對于理解slice底層是如何工作的非常重要， 所以讓我們仔細查看究竟是發生了什么。 下面是第一個版本的appendInt函數， 專門用于處理[]int類型的slice：

gopl.io/ch4/append

每次調用appendInt函數， 必須先檢測slice底層數組是否有足夠的容量來保存新添加的元素。如果有足夠空間的話， 直接擴展slice（ 依然在原有的底層數組之上） ， 將新添加的y元素復制到新擴展的空間， 并返回slice。 因此， 輸入的x和輸出的z共享相同的底層數組.

如果沒有足夠的增長空間的話， appendInt函數則會先分配一個足夠大的slice用于保存新的結果， 先將輸入的x復制到新的空間， 然后添加y元素。 結果z和輸入的x引用的將是不同的底層數組。

雖然通過循環復制元素更直接， 不過內置的copy函數可以方便地將一個slice復制另一個相同類型的slice。 copy函數的第一個參數是要復制的目標slice， 第二個參數是源slice， 目標和源的位置順序和 dst = src 賦值語句是一致的。 兩個slice可以共享同一個底層數組， 甚至有重疊也沒有問題。 copy函數將返回成功復制的元素的個數（ 我們這里沒有用到） ， 等于兩個slice中較小的長度， 所以我們不用擔心覆蓋會超出目標slice的范圍。

為了提高內存使用效率， 新分配的數組一般略大于保存x和y所需要的最低大小。 通過在每次擴展數組時直接將長度翻倍從而避免了多次內存分配， 也確保了添加單個元素操的平均時間是一個常數時間。 這個程序演示了效果：

每一次容量的變化都會導致重新分配內存和copy操作：

讓我們仔細查看i=3次的迭代。 當時x包含了[0 1 2]三個元素， 但是容量是4， 因此可以簡單將新的元素添加到末尾， 不需要新的內存分配。 然后新的y的長度和容量都是4， 并且和x引用著相同的底層數組， 如圖4.2所示。

在下一次迭代時i=4， 現在沒有新的空余的空間了， 因此appendInt函數分配一個容量為8的底層數組， 將x的4個元素[0 1 2 3]復制到新空間的開頭， 然后添加新的元素i， 新元素的值是4。新的y的長度是5， 容量是8； 后面有3個空閑的位置， 三次迭代都不需要分配新的空間。 當前迭代中， y和x是對應不同底層數組的view。 這次操作如圖4.3所示。

內置的append函數可能使用比appendInt更復雜的內存擴展策略。 因此， 通常我們并不知道append調用是否導致了內存的重新分配， 因此我們也不能確認新的slice和原始的slice是否引用的是相同的底層數組空間。 同樣， 我們不能確認在原先的slice上的操作是否會影響到新的slice。 因此， 通常是將append返回的結果直接賦值給輸入的slice變量：

更新slice變量不僅對調用append函數是必要的， 實際上對應任何可能導致長度、 容量或底層數組變化的操作都是必要的。 要正確地使用slice， 需要記住盡管底層數組的元素是間接訪問的， 但是slice對應結構體本身的指針、 長度和容量部分是直接訪問的。 要更新這些信息需要像上面例子那樣一個顯式的賦值操作。 從這個角度看， slice并不是一個純粹的引用類型， 它實際上是一個類似下面結構體的聚合類型：

我們的appendInt函數每次只能向slice追加一個元素， 但是內置的append函數則可以追加多個元素， 甚至追加一個slice。

通過下面的小修改， 我們可以可以達到append函數類似的功能。 其中在appendInt函數參數中的最后的“…”省略號表示接收變長的參數為slice。

為了避免重復， 和前面相同的代碼并沒有顯示。

讓我們看看更多的例子， 比如旋轉slice、 反轉slice或在slice原有內存空間修改元素。 給定一個字符串列表， 下面的nonempty函數將在原有slice內存空間之上返回不包含空字符串的列表：

gopl.io/ch4/nonempty

比較微妙的地方是， 輸入的slice和輸出的slice共享一個底層數組。 這可以避免分配另一個數組， 不過原來的數據將可能會被覆蓋， 正如下面兩個打印語句看到的那樣：

因此我們通常會這樣使用nonempty函數： data = nonempty(data) 。

nonempty函數也可以使用append函數實現：

無論如何實現， 以這種方式重用一個slice一般都要求最多為每個輸入值產生一個輸出值， 事實上很多這類算法都是用來過濾或合并序列中相鄰的元素。 這種slice用法是比較復雜的技巧， 雖然使用到了slice的一些技巧， 但是對于某些場合是比較清晰和有效的。

一個slice可以用來模擬一個stack。 最初給定的空slice對應一個空的stack， 然后可以使用append函數將新的值壓入stack：

stack的頂部位置對應slice的最后一個元素：

通過收縮stack可以彈出棧頂的元素

要刪除slice中間的某個元素并保存原有的元素順序， 可以通過內置的copy函數將后面的子slice向前依次移動一位完成：

如果刪除元素后不用保持原來順序的話， 我們可以簡單的用最后一個元素覆蓋被刪除的元素：

哈希表是一種巧妙并且實用的數據結構。 它是一個無序的key/value對的集合， 其中所有的key都是不同的， 然后通過給定的key可以在常數時間復雜度內檢索、 更新或刪除對應的value。

在Go語言中， 一個map就是一個哈希表的引用， map類型可以寫為map[K]V， 其中K和V分別對應key和value。 map中所有的key都有相同的類型， 所有的value也有著相同的類型， 但是key和value之間可以是不同的數據類型。 其中K對應的key必須是支持==比較運算符的數據類型， 所以map可以通過測試key是否相等來判斷是否已經存在。 雖然浮點數類型也是支持相等運算符比較的， 但是將浮點數用做key類型則是一個壞的想法， 正如第三章提到的， 最壞的情況是可能出現的NaN和任何浮點數都不相等。 對于V對應的value數據類型則沒有任何的限制。

內置的make函數可以創建一個map：

我們也可以用map字面值的語法創建map， 同時還可以指定一些最初的key/value：

這相當于

因此， 另一種創建空的map的表達式是 map[string]int{} 。

Map中的元素通過key對應的下標語法訪問：

使用內置的delete函數可以刪除元素：

所有這些操作是安全的， 即使這些元素不在map中也沒有關系； 如果一個查找失敗將返回value類型對應的零值， 例如， 即使map中不存在“bob”下面的代碼也可以正常工作， 因為ages[“bob”]失敗時將返回0。

而且 x += y 和 x++ 等簡短賦值語法也可以用在map上， 所以上面的代碼可以改寫成

更簡單的寫法

但是map中的元素并不是一個變量， 因此我們不能對map的元素進行取址操作：

禁止對map元素取址的原因是map可能隨著元素數量的增長而重新分配更大的內存空間， 從而可能導致之前的地址無效。

要想遍歷map中全部的key/value對的話， 可以使用range風格的for循環實現， 和之前的slice遍歷語法類似。 下面的迭代語句將在每次迭代時設置name和age變量， 它們對應下一個鍵/值對：

Map的迭代順序是不確定的， 并且不同的哈希函數實現可能導致不同的遍歷順序。 在實踐中， 遍歷的順序是隨機的， 每一次遍歷的順序都不相同。 這是故意的， 每次都使用隨機的遍歷順序可以強制要求程序不會依賴具體的哈希函數實現。 如果要按順序遍歷key/value對， 我們必須顯式地對key進行排序， 可以使用sort包的Strings函數對字符串slice進行排序。 下面是常見的處理方式：

因為我們一開始就知道names的最終大小， 因此給slice分配一個合適的大小將會更有效。 下面的代碼創建了一個空的slice， 但是slice的容量剛好可以放下map中全部的key：

在上面的第一個range循環中， 我們只關心map中的key， 所以我們忽略了第二個循環變量。在第二個循環中， 我們只關心names中的名字， 所以我們使用“_”空白標識符來忽略第一個循環變量， 也就是迭代slice時的索引。

map類型的零值是nil， 也就是沒有引用任何哈希表。

map上的大部分操作， 包括查找、 刪除、 len和range循環都可以安全工作在nil值的map上， 它們的行為和一個空的map類似。 但是向一個nil值的map存入元素將導致一個panic異常：

在向map存數據前必須先創建map。

通過key作為索引下標來訪問map將產生一個value。 如果key在map中是存在的， 那么將得到與key對應的value； 如果key不存在， 那么將得到value對應類型的零值， 正如我們前面看到的ages[“bob”]那樣。 這個規則很實用， 但是有時候可能需要知道對應的元素是否真的是在map之中。 例如， 如果元素類型是一個數字， 你可以需要區分一個已經存在的0， 和不存在而返回零值的0， 可以像下面這樣測試：

你會經常看到將這兩個結合起來使用， 像這樣：

在這種場景下， map的下標語法將產生兩個值； 第二個是一個布爾值， 用于報告元素是否真的存在。 布爾變量一般命名為ok， 特別適合馬上用于if條件判斷部分。

和slice一樣， map之間也不能進行相等比較； 唯一的例外是和nil進行比較。 要判斷兩個map是否包含相同的key和value， 我們必須通過一個循環實現：

要注意我們是如何用!ok來區分元素缺失和元素不同的。 我們不能簡單地用xv != y[k]判斷， 那樣會導致在判斷下面兩個map時產生錯誤的結果：

Go語言中并沒有提供一個set類型， 但是map中的key也是不相同的， 可以用map實現類似set的功能。 為了說明這一點， 下面的dedup程序讀取多行輸入， 但是只打印第一次出現的行。（ 它是1.3節中出現的dup程序的變體。 ） dedup程序通過map來表示所有的輸入行所對應的set集合， 以確保已經在集合存在的行不會被重復打印。

gopl.io/ch4/dedup

Go程序員將這種忽略value的map當作一個字符串集合， 并非所有 map[string]bool 類型value都是無關緊要的； 有一些則可能會同時包含true和false的值。

有時候我們需要一個map或set的key是slice類型， 但是map的key必須是可比較的類型， 但是slice并不滿足這個條件。 不過， 我們可以通過兩個步驟繞過這個限制。 第一步， 定義一個輔助函數k， 將slice轉為map對應的string類型的key， 確保只有x和y相等時k(x) == k(y)才成立。然后創建一個key為string類型的map， 在每次對map操作時先用k輔助函數將slice轉化為string類型。

下面的例子演示了如何使用map來記錄提交相同的字符串列表的次數。 它使用了fmt.Sprintf函數將字符串列表轉換為一個字符串以用于map的key， 通過%q參數忠實地記錄每個字符串元素的信息：

使用同樣的技術可以處理任何不可比較的key類型， 而不僅僅是slice類型。 這種技術對于想使用自定義key比較函數的時候也很有用， 例如在比較字符串的時候忽略大小寫。 同時， 輔助函數k(x)也不一定是字符串類型， 它可以返回任何可比較的類型， 例如整數、 數組或結構體等。

這是map的另一個例子， 下面的程序用于統計輸入中每個Unicode碼點出現的次數。 雖然Unicode全部碼點的數量巨大， 但是出現在特定文檔中的字符種類并沒有多少， 使用map可以用比較自然的方式來跟蹤那些出現過字符的次數。

gopl.io/ch4/charcount

ReadRune方法執行UTF-8解碼并返回三個值： 解碼的rune字符的值， 字符UTF-8編碼后的長度， 和一個錯誤值。 我們可預期的錯誤值只有對應文件結尾的io.EOF。 如果輸入的是無效的UTF-8編碼的字符， 返回的將是unicode.ReplacementChar表示無效字符， 并且編碼長度是1。

charcount程序同時打印不同UTF-8編碼長度的字符數目。 對此， map并不是一個合適的數據結構； 因為UTF-8編碼的長度總是從1到utf8.UTFMax（ 最大是4個字節） ， 使用數組將更有效。

作為一個實驗， 我們用charcount程序對英文版原稿的字符進行了統計。 雖然大部分是英語，但是也有一些非ASCII字符。 下面是排名前10的非ASCII字符：

下面是不同UTF-8編碼長度的字符的數目：

Map的value類型也可以是一個聚合類型， 比如是一個map或slice。 在下面的代碼中， 圖graph的key類型是一個字符串， value類型map[string]bool代表一個字符串集合。 從概念上將，graph將一個字符串類型的key映射到一組相關的字符串集合， 它們指向新的graph的key。

gopl.io/ch4/graph

其中addEdge函數惰性初始化map是一個慣用方式， 也就是說在每個值首次作為key時才初始化。 addEdge函數顯示了如何讓map的零值也能正常工作； 即使from到to的邊不存在，graph[from][to]依然可以返回一個有意義的結果。

結構體是一種聚合的數據類型， 是由零個或多個任意類型的值聚合成的實體。 每個值稱為結構體的成員。 用結構體的經典案例處理公司的員工信息， 每個員工信息包含一個唯一的員工編號、 員工的名字、 家庭住址、 出生日期、 工作崗位、 薪資、 上級領導等等。 所有的這些信息都需要綁定到一個實體中， 可以作為一個整體單元被復制， 作為函數的參數或返回值， 或者是被存儲到數組中， 等等。

下面兩個語句聲明了一個叫Employee的命名的結構體類型， 并且聲明了一個Employee類型的變量dilbert：

dilbert結構體變量的成員可以通過點操作符訪問， 比如dilbert.Name和dilbert.DoB。 因為dilbert是一個變量， 它所有的成員也同樣是變量， 我們可以直接對每個成員賦值：

或者是對成員取地址， 然后通過指針訪問：

點操作符也可以和指向結構體的指針一起工作：

相當于下面語句

下面的EmployeeByID函數將根據給定的員工ID返回對應的員工信息結構體的指針。 我們可以使用點操作符來訪問它里面的成員：

后面的語句通過EmployeeByID返回的結構體指針更新了Employee結構體的成員。 如果將EmployeeByID函數的返回值從 *Employee 指針類型改為Employee值類型， 那么更新語句將不能編譯通過， 因為在賦值語句的左邊并不確定是一個變量（ 譯注： 調用函數返回的是值，并不是一個可取地址的變量） 。

通常一行對應一個結構體成員， 成員的名字在前類型在后， 不過如果相鄰的成員類型如果相同的話可以被合并到一行， 就像下面的Name和Address成員那樣：

結構體成員的輸入順序也有重要的意義。 我們也可以將Position成員合并（ 因為也是字符串類型） ， 或者是交換Name和Address出現的先后順序， 那樣的話就是定義了不同的結構體類型。 通常， 我們只是將相關的成員寫到一起。

如果結構體成員名字是以大寫字母開頭的， 那么該成員就是導出的； 這是Go語言導出規則決定的。 一個結構體可能同時包含導出和未導出的成員。

結構體類型往往是冗長的， 因為它的每個成員可能都會占一行。 雖然我們每次都可以重寫整個結構體成員， 但是重復會令人厭煩。 因此， 完整的結構體寫法通常只在類型聲明語句的地方出現， 就像Employee類型聲明語句那樣。

一個命名為S的結構體類型將不能再包含S類型的成員： 因為一個聚合的值不能包含它自身。（ 該限制同樣適應于數組。 ） 但是S類型的結構體可以包含 *S 指針類型的成員， 這可以讓我們創建遞歸的數據結構， 比如鏈表和樹結構等。 在下面的代碼中， 我們使用一個二叉樹來實現一個插入排序：
gopl.io/ch4/treesort

結構體類型的零值是每個成員都對是零值。 通常會將零值作為最合理的默認值。 例如， 對于bytes.Buffer類型， 結構體初始值就是一個隨時可用的空緩存， 還有在第9章將會講到的sync.Mutex的零值也是有效的未鎖定狀態。 有時候這種零值可用的特性是自然獲得的， 但是也有些類型需要一些額外的工作。

如果結構體沒有任何成員的話就是空結構體， 寫作struct{}。 它的大小為0， 也不包含任何信息， 但是有時候依然是有價值的。 有些Go語言程序員用map帶模擬set數據結構時， 用它來代替map中布爾類型的value， 只是強調key的重要性， 但是因為節約的空間有限， 而且語法比較復雜， 所有我們通常避免避免這樣的用法。