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Go 数组

一句话定义

数组是 Go 中长度固定、元素类型相同、以值语义存储的连续内存序列，其长度是类型的一部分。

核心机制 / 工作原理

Go 数组与 C 数组在内存布局上相似——一块连续的内存区域——但语义完全不同：

1. 长度是类型的一部分：[3]int 和 [4]int 是两个完全不同的类型，不能互相赋值，也不能比较。这意味着无法编写一个函数同时处理不同长度的数组。

2. 值语义：数组赋值、传参、返回时都会完整复制一份。修改副本不影响原始数组。

3. 零值初始化：未显式初始化的数组，其每个元素都是对应类型的零值（数值为 0，字符串为 ""，bool 为 false，指针/切片/map/channel 为 nil）。

4. 比较运算：相同类型（长度相同 + 元素类型相同且可比较）的数组可以用 == 和 != 比较，逐元素对比。

5. 与 slice 的关系：arr[:] 可以从数组创建一个引用原内存的切片。切片（slice）在实践中远比数组常用，数组常用于底层存储或特定的固定大小场景。

最小例子 / 最小场景

package main

import "fmt"

func main() {
	// 声明与初始化
	var a [5]int                          // 零值数组: [0 0 0 0 0]
	b := [3]string{"go", "is", "fun"}    // 字面量初始化
	c := [...]int{10, 20, 30}             // 编译器自动推断长度为 3

	// 值语义: 赋值产生副本
	original := [3]int{1, 2, 3}
	copy := original
	copy[0] = 999
	fmt.Println(original) // [1 2 3]  — 不受影响
	fmt.Println(copy)     // [999 2 3]

	// 长度是类型的一部分
	// var d [4]int = original  // 编译错误: cannot use original (type [3]int) as type [4]int

	// 比较
	fmt.Println([3]int{1, 2, 3} == [3]int{1, 2, 3}) // true
	fmt.Println([3]int{1, 2, 3} == [3]int{1, 2, 4}) // false

	// 数组转切片
	s := b[:]
	fmt.Println(s, len(s)) // [go is fun] 3
}

为什么重要

• 性能可控：数组在栈上分配（小数组时），无需堆分配和 GC 压力，适合对性能极度敏感的热路径。
• 固定大小协议：当数据大小在编译期已知且不可变时（如 IP 地址 [4]byte、[16]byte UUID、哈希值 [32]byte），数组语义更精确。
• 理解 slice 的基础：slice 的底层就是一个指向数组的指针 + 长度 + 容量，理解数组才能真正理解 slice。
• 安全的值拷贝：在并发场景中，将小数组作为参数传入函数，天然得到一份不可变副本，无需额外加锁。

边界与易混淆点

• 不能用变量指定数组长度：n := 5; var a [n]int 在 Go 中是非法的（长度必须是编译期常量表达式），需要使用 slice。
• 大数组值拷贝开销大：[1000000]int 作为函数参数会复制 8MB 内存，实际开发中几乎总用 slice 或指针 *[N]T 来避免。
• [...]T 不是动态长度：[...]int{1,2,3} 只是让编译器在编译期数出元素个数，结果仍然是固定长度数组 [3]int。
• 数组是可比较的，slice 不是：这是两者的重要区别之一，[]int{1,2} == []int{1,2} 会编译报错。
• range 遍历数组得到的是副本：for i, v := range arr 中 v 是元素的副本，修改 v 不影响原数组。