7.6 字符串、數(shù)組和切片的應(yīng)用

7.6.1 從字符串生成字節(jié)切片

假設(shè) s 是一個字符串（本質(zhì)上是一個字節(jié)數(shù)組），那么就可以直接通過 c := []byte(s) 來獲取一個字節(jié)的切片 c。另外，您還可以通過 copy 函數(shù)來達(dá)到相同的目的：copy(dst []byte, src string)。

同樣的，還可以使用 for-range 來獲得每個元素（Listing 7.13—for_string.go）：

package main

import "fmt"

func main() {
    s := "\u00ff\u754c"
    for i, c := range s {
        fmt.Printf("%d:%c ", i, c)
    }
}

輸出：

0:? 2:界

我們知道，Unicode 字符會占用 2 個字節(jié)，有些甚至需要 3 個或者 4 個字節(jié)來進(jìn)行表示。如果發(fā)現(xiàn)錯誤的 UTF8 字符，則該字符會被設(shè)置為 U+FFFD 并且索引向前移動一個字節(jié)。和字符串轉(zhuǎn)換一樣，您同樣可以使用 c := []int32(s) 語法，這樣切片中的每個 int 都會包含對應(yīng)的 Unicode 代碼，因?yàn)樽址械拿看巫址紩?yīng)一個整數(shù)。類似的，您也可以將字符串轉(zhuǎn)換為元素類型為 rune 的切片：r := []rune(s)。

可以通過代碼 len([]int32(s)) 來獲得字符串中字符的數(shù)量，但使用 utf8.RuneCountInString(s) 效率會更高一點(diǎn)。(參考count_characters.go)

您還可以將一個字符串追加到某一個字符數(shù)組的尾部：

var b []byte
var s string
b = append(b, s...)

7.6.2 獲取字符串的某一部分

使用 substr := str[start:end] 可以從字符串 str 獲取到從索引 start 開始到 end-1 位置的子字符串。同樣的，str[start:] 則表示獲取從 start 開始到 len(str)-1 位置的子字符串。而 str[:end] 表示獲取從 0 開始到 end-1 的子字符串。

7.6.3 字符串和切片的內(nèi)存結(jié)構(gòu)

在內(nèi)存中，一個字符串實(shí)際上是一個雙字結(jié)構(gòu)，即一個指向?qū)嶋H數(shù)據(jù)的指針和記錄字符串長度的整數(shù)（見圖 7.4）。因?yàn)橹羔槍τ脩魜碚f是完全不可見，因此我們可以依舊把字符串看做是一個值類型，也就是一個字符數(shù)組。

字符串 string s = "hello" 和子字符串 t = s[2:3] 在內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)可以用下圖表示：

http://wiki.jikexueyuan.com/project/the-way-to-go/images/7.6_fig7.4.png" alt="" />

7.6.4 修改字符串中的某個字符

Go 語言中的字符串是不可變的，也就是說 str[index] 這樣的表達(dá)式是不可以被放在等號左側(cè)的。如果嘗試運(yùn)行 str[i] = 'D' 會得到錯誤：cannot assign to str[i]。

因此，您必須先將字符串轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組，然后再通過修改數(shù)組中的元素值來達(dá)到修改字符串的目的，最后將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換回字符串格式。

例如，將字符串 "hello" 轉(zhuǎn)換為 "cello"：

s := "hello"
c := []byte(s)
c[0] = 'c'
s2 := string(c) // s2 == "cello"

所以，您可以通過操作切片來完成對字符串的操作。

7.6.5 字節(jié)數(shù)組對比函數(shù)

下面的 Compare 函數(shù)會返回兩個字節(jié)數(shù)組字典順序的整數(shù)對比結(jié)果，即 0 if a == b, -1 if a < b, 1 if a > b。

func Compare(a, b[]byte) int {
    for i:=0; i < len(a) && i < len(b); i++ {
        switch {
        case a[i] > b[i]:
            return 1
        case a[i] < b[i]:
            return -1
        }
    }
    // 數(shù)組的長度可能不同
    switch {
    case len(a) < len(b):
        return -1
    case len(a) > len(b):
        return 1
    }
    return 0 // 數(shù)組相等
}

7.6.6 搜索及排序切片和數(shù)組

標(biāo)準(zhǔn)庫提供了 sort 包來實(shí)現(xiàn)常見的搜索和排序操作。您可以使用 sort 包中的函數(shù) func Ints(a []int) 來實(shí)現(xiàn)對 int 類型的切片排序。例如 sort.Ints(arri)，其中變量 arri 就是需要被升序排序的數(shù)組或切片。為了檢查某個數(shù)組是否已經(jīng)被排序，可以通過函數(shù) IntsAreSorted(a []int) bool 來檢查，如果返回 true 則表示已經(jīng)被排序。

類似的，可以使用函數(shù) func Float64s(a []float64) 來排序 float64 的元素，或使用函數(shù) func Strings(a []string) 排序字符串元素。

想要在數(shù)組或切片中搜索一個元素，該數(shù)組或切片必須先被排序（因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)庫的搜索算法使用的是二分法）。然后，您就可以使用函數(shù) func SearchInts(a []int, n int) int 進(jìn)行搜索，并返回對應(yīng)結(jié)果的索引值。

當(dāng)然，還可以搜索 float64 和字符串：

func SearchFloat64s(a []float64, x float64) int
func SearchStrings(a []string, x string) int

您可以通過查看 官方文檔 來獲取更詳細(xì)的信息。

這就是如何使用 sort 包的方法，我們會在第 11.6 節(jié)對它的細(xì)節(jié)進(jìn)行深入，并實(shí)現(xiàn)一個屬于我們自己的版本。

7.6.7 append 函數(shù)常見操作

我們在第 7.5 節(jié)提到的 append 非常有用，它能夠用于各種方面的操作：

1. 將切片 b 的元素追加到切片 a 之后：a = append(a, b...)

2. 復(fù)制切片 a 的元素到新的切片 b 上：

     b = make([]T, len(a))
     copy(b, a)

3. 刪除位于索引 i 的元素：a = append(a[:i], a[i+1:]...)
4. 切除切片 a 中從索引 i 至 j 位置的元素：a = append(a[:i], a[j:]...)
5. 為切片 a 擴(kuò)展 j 個元素長度：a = append(a, make([]T, j)...)
6. 在索引 i 的位置插入元素 x：a = append(a[:i], append([]T{x}, a[i:]...)...)
7. 在索引 i 的位置插入長度為 j 的新切片：a = append(a[:i], append(make([]T, j), a[i:]...)...)
8. 在索引 i 的位置插入切片 b 的所有元素：a = append(a[:i], append(b, a[i:]...)...)
9. 取出位于切片 a 最末尾的元素 x：x, a = a[len(a)-1], a[:len(a)-1]
10. 將元素 x 追加到切片 a：a = append(a, x)

因此，您可以使用切片和 append 操作來表示任意可變長度的序列。

從數(shù)學(xué)的角度來看，切片相當(dāng)于向量，如果需要的話可以定義一個向量作為切片的別名來進(jìn)行操作。

如果您需要更加完整的方案，可以學(xué)習(xí)一下 Eleanor McHugh 編寫的幾個包：slices、chain 和 lists。

7.6.8 切片和垃圾回收

切片的底層指向一個數(shù)組，該數(shù)組的實(shí)際容量可能要大于切片所定義的容量。只有在沒有任何切片指向的時候，底層的數(shù)組內(nèi)存才會被釋放，這種特性有時會導(dǎo)致程序占用多余的內(nèi)存。

示例 函數(shù) FindDigits 將一個文件加載到內(nèi)存，然后搜索其中所有的數(shù)字并返回一個切片。

var digitRegexp = regexp.MustCompile("[0-9]+")

func FindDigits(filename string) []byte {
    b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
    return digitRegexp.Find(b)
}

這段代碼可以順利運(yùn)行，但返回的 []byte 指向的底層是整個文件的數(shù)據(jù)。只要該返回的切片不被釋放，垃圾回收器就不能釋放整個文件所占用的內(nèi)存。換句話說，一點(diǎn)點(diǎn)有用的數(shù)據(jù)卻占用了整個文件的內(nèi)存。

想要避免這個問題，可以通過拷貝我們需要的部分到一個新的切片中：

func FindDigits(filename string) []byte {
   b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
   b = digitRegexp.Find(b)
   c := make([]byte, len(b))
   copy(c, b)
   return c
}

事實(shí)上，上面這段代碼只能找到第一個匹配正則表達(dá)式的數(shù)字串。要想找到所有的數(shù)字，可以嘗試下面這段代碼：

func FindFileDigits(filename string) []byte {
 ? fileBytes, _ := ioutil.ReadFile(filename)
   b := digitRegexp.FindAll(fileBytes, len(fileBytes))
   c := make([]byte, 0)
   for _, bytes := range b {
      c = append(c, bytes...)
   }
   return c
}

練習(xí) 7.12

編寫一個函數(shù)，要求其接受兩個參數(shù)，原始字符串 str 和分割索引 i，然后返回兩個分割后的字符串。

練習(xí) 7.13

假設(shè)有字符串 str，那么 str[len(str)/2:] + str[:len(str)/2] 的結(jié)果是什么？

練習(xí) 7.14

編寫一個程序，要求能夠反轉(zhuǎn)字符串，即將 “Google” 轉(zhuǎn)換成 “elgooG”（提示：使用 []byte 類型的切片）。

如果您使用兩個切片來實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，請再嘗試使用一個切片（提示：使用交換法）。

如果您想要反轉(zhuǎn) Unicode 編碼的字符串，請使用 []int32 類型的切片。

練習(xí) 7.15

編寫一個程序，要求能夠遍歷一個數(shù)組的字符，并將當(dāng)前字符和前一個字符不相同的字符拷貝至另一個數(shù)組。

練習(xí) 7.16

編寫一個程序，使用冒泡排序的方法排序一個包含整數(shù)的切片（算法的定義可參考 維基百科）。

練習(xí) 7.17

在函數(shù)式編程語言中，一個 map-function 是指能夠接受一個函數(shù)原型和一個列表，并使用列表中的值依次執(zhí)行函數(shù)原型，公式為：map ( F(), (e1,e2, . . . ,en) ) = ( F(e1), F(e2), ... F(en) )。

編寫一個函數(shù) mapFunc 要求接受以下 2 個參數(shù)：

• 一個將整數(shù)乘以 10 的函數(shù)
• 一個整數(shù)列表

最后返回保存運(yùn)行結(jié)果的整數(shù)列表。

鏈接

• 目錄
• 上一節(jié)：切片的復(fù)制與追加
• 下一章：Map