Array
陣列（值型別），是用來儲存集合資料的，這種場景非常多，我們編碼的過程中，都少不了要讀取或者儲存資料。當然除了陣列之外，我們還有切片、Map對映等資料結構可以幫我們儲存資料，但是陣列是它們的基礎。
宣告和初始化
陣列初始化的幾種方式
a := [10]int{ 1, 2, 3, 4 } // 未提供初始化值的元素為預設值 0
b := [...]int{ 1, 2 } // 由初始化列表決定陣列⻓度，不能省略 "..."，否則就成 slice 了。
c := [10]int{ 2:1, 5:100 } // 按序號初始化元素
複製程式碼陣列⻓度下標 n 必須是編譯期正整數常量 (或常量表示式)。 ⻓度是型別的組成部分，也就是說 "[10]int" 和 "[20]int" 是完全不同的兩種陣列型別。
var a [20]int
var b [10]int
// 這裡會報錯，不同型別，無法比較
fmt.Println(a == b)
複製程式碼陣列是值型別，也就是說會拷⻉整個陣列記憶體進⾏值傳遞。可⽤ slice 或指標代替。
func test(x *[4]int) {
for i := 0; i < len(x); i++ {
println(x[i])
}
x[3] = 300
}
// 取地址傳入
a := [10]int{ 1, 2, 3, 4 }
test(&a)
// 也可以⽤ new() 建立陣列，返回陣列指標。
var a = new([10]int) // 返回指標。
test(a)
複製程式碼Slice
一個slice是一個陣列某個部分的引用。在記憶體中，它是一個包含3個域的結構體：指向slice中第一個元素的指標，slice的長度，以及slice的容量。長度是下標操作的上界，如x[i]中i必須小於長度。容量是分割操作的上界，如x[i:j]中j不能大於容量。
src/pkg/runtime/runtime.h
struct Slice {
byte* array // actual data
uint32 len // number of elements
uint32 cap // allocated number of elements
};
複製程式碼對 slice 的修改就是對底層陣列的修改。
func main() {
x := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
s := x[:6]
s = append(s, 10)
s[0] = 100
fmt.Println(x)
fmt.Println(s)
}
複製程式碼輸出
[100 1 2 3 4 5 10 7 8 9]
[100 1 2 3 4 5 10]
複製程式碼但是當slice的len超出了原底層陣列的cap的時候，此時就會新開闢一塊記憶體區域用來儲存新建的底層陣列。
func main() {
x := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
s := x[:]
s = append(s, 10)
s[0] = 100
fmt.Println(x)
fmt.Println(s)
}
複製程式碼輸出
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
[100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
複製程式碼函式 copy ⽤於在 slice 間複製資料，可以是指向同⼀底層陣列的兩個 slice。複製元素數量受限於src 和 dst 的 len 值 (兩者的最⼩值)。在同⼀底層陣列的不同 slice 間拷⻉時，元素位置可以重疊。
func main() {
s1 := []int{ 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }
s2 := make([]int, 3, 20)
var n int
n = copy(s2, s1) // n = 3。不同陣列上拷⻉。s2.len == 3，只能拷 3 個元素。
fmt.Println(n, s2, len(s2), cap(s2)) // [0 1 2], len:3, cap:20
s3 := s1[4:6] // s3 == [4 5]。s3 和 s1 指向同⼀個底層陣列。
n = copy(s3, s1[1:5]) // n = 2。同⼀陣列上拷⻉，且存在重疊區域。
fmt.Println(n, s1, s3) // [0 1 2 3 1 2 6 7 8 9] [1 2]
}
複製程式碼輸出
3 [0 1 2] 3 20
2 [0 1 2 3 1 2 6 7 8 9] [1 2]
複製程式碼陣列的slice並不會實際複製一份資料，它只是建立一個新的資料結構，包含了另外的一個指標，一個長度和一個容量資料。 如同分割一個字串，分割陣列也不涉及複製操作：它只是新建了一個結構來放置一個不同的指標，長度和容量。
由於slice是不同於指標的多字長結構，分割操作並不需要分配記憶體，甚至沒有通常被儲存在堆中的slice頭部。這種表示方法使slice操作和在C中傳遞指標、長度對一樣廉價。
slice的擴容規則
在對slice進行append等操作時，可能會造成slice的自動擴容。其擴容時的大小增長規則是：
- 如果新的大小是當前大小2倍以上，則大小增長為新大小
- 否則迴圈以下操作：如果當前大小小於1024，按每次2倍增長，否則每次按當前大小1/4增長。直到增長的大小超過或等於新大小。
make和new
Go有兩個資料結構建立函式：new和make。基本的區別是new(T)返回一個*T，返回的這個指標可以被隱式地消除引用。而make(T, args)返回一個普通的T。通常情況下，T內部有一些隱式的指標。一句話，new返回一個指向已清零記憶體的指標，而make返回一個複雜的結構。
總結
- 多個slice指向相同的底層陣列時，修改其中一個slice，可能會影響其他slice的值；
- slice作為引數傳遞時，比陣列更為高效，因為slice的結構比較小；
- slice在擴張時，可能會發生底層陣列的變更及記憶體拷貝；
- 因為slice引用了陣列，這可能導致陣列空間不會被gc，當陣列空間很大，而slice引用內容很少時尤為嚴重；
Map
Go中的map在底層是用雜湊表實現的。Golang採用了HashTable的實現，解決衝突採用的是鏈地址法。也就是說，使用陣列+連結串列來實現map。
Map儲存的是無序的鍵值對集合。
不是所有的key都能作為map的key型別，只有能夠比較的型別才能作為key型別。所以例如切片，函式，map型別是不能作為map的key型別的。
map 查詢操作⽐線性搜尋快很多，但⽐起⽤序號訪問 array、slice，⼤約慢 100x 左右。
通過 map[key] 返回的只是⼀個 "臨時值拷⻉"，修改其⾃⾝狀態沒有任何意義，只能重新 value 賦值或改⽤指標修改所引⽤的記憶體。
每個bucket中存放最多8個key/value對, 如果多於8個，那麼會申請一個新的bucket，並將它與之前的bucket鏈起來。
注意一個細節是Bucket中key/value的放置順序，是將keys放在一起，values放在一起，為什麼不將key和對應的value放在一起呢？如果那麼做，儲存結構將變成key1/value1/key2/value2… 設想如果是這樣的一個map[int64]int8，考慮到位元組對齊，會浪費很多儲存空間。不得不說通過上述的一個小細節，可以看出Go在設計上的深思熟慮。
資料結構及記憶體管理
hashmap的定義位於 src/runtime/hashmap.go 中，首先我們看下hashmap和bucket的定義：
type hmap struct {
count int // 元素的個數
flags uint8 // 狀態標誌
B uint8 // 可以最多容納 6.5 * 2 ^ B 個元素，6.5為裝載因子
noverflow uint16 // 溢位的個數
hash0 uint32 // 雜湊種子
buckets unsafe.Pointer // 桶的地址
oldbuckets unsafe.Pointer // 舊桶的地址，用於擴容
nevacuate uintptr // 搬遷進度，小於nevacuate的已經搬遷
overflow *[2]*[]*bmap
}
複製程式碼其中，overflow是一個指標，指向一個元素個數為2的陣列，陣列的型別是一個指標，指向一個slice，slice的元素是桶(bmap)的地址，這些桶都是溢位桶；為什麼有兩個？因為Go map在hash衝突過多時，會發生擴容操作，為了不全量搬遷資料，使用了增量搬遷，[0]表示當前使用的溢位桶集合，[1]是在發生擴容時，儲存了舊的溢位桶集合；overflow存在的意義在於防止溢位桶被gc。
擴容
擴容會建立一個大小是原來2倍的新的表，將舊的bucket搬到新的表中之後，並不會將舊的bucket從oldbucket中刪除，而是加上一個已刪除的標記。
正是由於這個工作是逐漸完成的，這樣就會導致一部分資料在old table中，一部分在new table中， 所以對於hash table的insert, remove, lookup操作的處理邏輯產生影響。只有當所有的bucket都從舊錶移到新表之後，才會將oldbucket釋放掉。