# 第 05 课：数组与切片

## 学习目标

学会保存一组同类型数据，并使用上一课的循环遍历它们。按 [main.go](./main.go) 中的 1～7 节逐段手敲，不急着学习复杂内存管理。

本课独立存放，共享根目录的 `go.mod`，仅使用标准库，无需安装第三方依赖。

## 1. 数组：固定长度

```go
scores := [3]int{80, 90, 75}
fmt.Println(scores[0]) // 第一个元素，值为 80。
scores[2] = 85         // 修改第三个元素。
```

- `[3]int` 表示包含 3 个整数的数组，长度也是类型的一部分；`[3]int` 与 `[4]int` 是不同类型。
- 索引从 `0` 开始，最后一个元素的索引是 `len(scores)-1`。
- `var scores [3]int` 不给初始值时，三个元素都为 `0`。
- 数组长度不能在运行时改变，越界访问会导致编译错误或运行时 panic。

与 C 类似，可以通过索引访问数组；但 Go 会做边界检查，而且数组赋值会复制整个数组。

## 2. 用 range 遍历

```go
for index, score := range scores {
    fmt.Println(index, score)
}
```

`index` 是索引，`score` 是当前元素值的副本。只需要值时，写 `for _, score := range scores`。

修改 `score` 不会直接修改数组中的整数元素。要修改原元素，应通过索引，例如 `scores[index] = score + 1`。

## 3. 切片：常用的序列类型

```go
numbers := []int{10, 20, 30}
numbers = append(numbers, 40, 50)
```

| 对比 | 数组 | 切片 |
| --- | --- | --- |
| 类型示例 | `[3]int` | `[]int` |
| 长度 | 固定，属于类型的一部分 | 运行时可变化，不属于类型的一部分 |
| 追加 | 不能直接 append | 使用 append 并接收返回值 |
| 赋值 | 复制整个数组 | 复制切片描述信息，可能共享底层数组 |

`append` 返回更新后的切片值，要写回变量。底层空间不足时可能分配新的数组，不要假设追加后原来的共享关系始终不变，也不要依赖固定的容量增长倍数。

## 4. 截取与共享

```go
middle := numbers[1:3]
```

范围是**左闭右开**：包含索引 1、2，不包含 3；因此长度是 `3-1=2`。

常见写法还有 `numbers[:2]`（前两个元素）、`numbers[2:]`（从索引 2 到末尾）、`numbers[:]`（全部）。

截取得到的子切片不是独立副本，它与原切片共享底层数组。因此本课 `middle[0] = 200` 会修改 `numbers[1]`。

`alias := numbers` 也不是复制全部元素；修改 `alias` 中已有元素，可能影响 `numbers`。

## 5. 独立复制

```go
backup := make([]int, len(numbers))
copied := copy(backup, numbers)
```

`make` 创建目标切片，`copy` 复制元素并返回实际复制数量，即两边长度的较小值。目标长度不够时，不会自动扩容。

本课元素是整数，所以这样能得到不共享元素存储的独立副本；将来元素包含切片或指针时，还需要理解浅拷贝。

## 6. 零值、长度与容量

- `var tasks []string` 的零值为 `nil`，可以直接 append。
- `len` 是当前可访问的元素数量。
- `cap` 是从切片起点到底层数组末尾的容量，不是可直接使用索引访问的范围。
- 即使 `cap` 大于 `len`，也不能直接访问 `slice[len(slice)]`，应先 append 或合法地重新切片。
- 空的非 nil 切片也存在，例如 `[]int{}`；长度为 0 并不一定表示 nil。

## 编译并运行

在**仓库根目录**执行：

```powershell
New-Item -ItemType Directory -Force bin/05_arrays_slices | Out-Null
go build -o ./bin/05_arrays_slices/arrays_slices.exe ./lessons/05_arrays_slices
.\bin\05_arrays_slices\arrays_slices.exe
```

修改源码后需要重新编译。快速编译并运行也可以用：

```powershell
go run ./lessons/05_arrays_slices
```

或者从根目录进入本课，再执行 `go run .`：

```powershell
Set-Location lessons/05_arrays_slices
go run .
```

## 预期输出

```text
=== 数组 ===
成绩：[80 90 75]，长度：3
第一个成绩：80
修改后的成绩：[80 90 85]

=== 遍历与求和 ===
第 1 个成绩：80
第 2 个成绩：90
第 3 个成绩：85
总分：255，平均分：85.00

=== 切片与追加 ===
切片：[10 20 30 40 50]，长度：5

=== 截取与共享 ===
numbers[1:3]：[20 30]
修改子切片后，原切片：[10 200 30 40 50]

=== 复制切片 ===
复制了 5 个元素，副本：[999 200 30 40 50]
原切片保持不变：[10 200 30 40 50]

=== 从空切片开始 ===
追加前：nil=true，长度=0，容量=0
任务：复习循环
任务：学习切片

=== 数组赋值是复制 ===
数组副本：[100 90 85]，原数组：[80 90 85]
```

## 动手练习

- [ ] 修改三个成绩，重新核对总分和平均分。
- [ ] 给 `numbers` 再追加两个整数，观察长度变化。
- [ ] 改为截取 `numbers[:2]`，预测输出后再运行。
- [ ] 观察修改子切片与修改独立副本，对原切片的影响有何不同。
- [ ] 为 `tasks` 追加第三个任务。
- [ ] 在求和循环中结合 `if score >= 90`，统计优秀成绩数量。

特别注意：本例数组非空，可以计算平均值；未来处理空切片时，应先判断长度，避免除以零。

如果另外手敲一份，放进本课的 `practice/` 子目录，用 `go run ./lessons/05_arrays_slices/practice` 运行，不要在同一个包中声明两个 `main` 函数。

下一课建议学 `map`，认识按“键”查找数据的方式。

[上一课：for 循环](../04_loops/README.md) · [学习总览](../../README.md)