Go | 初步了解「多維切片」

💬 簡介

在程式設計中，切片是一種非常常用的資料結構，它比陣列更加靈活。在 Go 語言中，切片可以視為對陣列的一層封裝，可以更靈活地處理動態大小的資料。當需要處理更複雜的資料結構時，多維切片是一個強大的工具。

本文將介紹多維切片，並展示如何在程式中進行有效的操作。

圖片來源：Gophers（地鼠造型的原創者為 Renee French）

✨ 多維切片的基本概念

多維切片是一種包含多個切片的切片。也就是說，它是一個切片的切片。多維切片在處理表格資料、矩陣等複雜資料結構時非常有用。它的結構可以理解為一個切片，每個元素本身也是一個切片。

1️⃣ 宣告與初始化多維切片

與一維切片類似，多維切片也是通過 [] 來宣告。宣告一個多維切片時，可以指定其內部的切片元素。

• 範例：宣告和初始化多維切片

  1 2 3 4

  var matrix [][]int matrix = append(matrix, []int{1, 2, 3}) matrix = append(matrix, []int{4, 5, 6}) matrix = append(matrix, []int{7, 8, 9})

  📝 這樣，我們創建了一個 3x3 的矩陣，這是一個包含三個切片的多維切片。

2️⃣ 訪問多維切片的元素

與訪問一維切片類似，你可以使用索引來訪問多維切片的元素。不過需要記住，這是兩層索引：外層切片的索引，內層切片的索引。

• 範例：訪問多維切片元素

  1 2	fmt.Println(matrix[0][0]) // 輸出: 1 fmt.Println(matrix[2][1]) // 輸出: 8

  📝 在這個範例中，我們訪問了多維切片中的特定元素，matrix[0][0] 代表第一行第一列的元素，matrix[2][1] 代表第三行第二列的元素。

🛠️ 範例：基本多維切片操作

1️⃣ 定義並初始化多維切片

• 範例：

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  package main import "fmt" func main() { // 創建並初始化一個 2x3 的多維切片 grid := [][]string{ {"A", "B", "C"}, {"D", "E", "F"}, } fmt.Println(grid) // 輸出: [[A B C] [D E F]] }

  📝 在這個範例中，我們創建了一個 2x3 的多維切片，並且初始化了其內部的元素。

2️⃣ 變更多維切片元素

• 範例：

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  package main import "fmt" func main() { // 初始化一個 2x3 的多維切片 matrix := [][]int{ {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, } // 修改元素 matrix[1][2] = 10 fmt.Println(matrix) // 輸出: [[1 2 3] [4 5 10]] }

  📝 在這個範例中，我們更改了第二行第三列的元素，將它從 6 改為 10。

3️⃣ 使用 append 操作擴展多維切片

• 範例：

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  package main import "fmt" func main() { matrix := [][]int{ {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, } // 增加一行 matrix = append(matrix, []int{7, 8, 9}) fmt.Println(matrix) // 輸出: [[1 2 3] [4 5 6] [7 8 9]] }

  📝 在這個範例中，我們使用 append 操作將一行資料添加到多維切片中。

💡 進階使用

↔️ 在多維切片中進行疊代

如果需要遍歷多維切片中的所有元素，可以使用兩層 for 迴圈，或者使用 range 來簡化。

• 範例：使用 for 迴圈遍歷多維切片

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  package main import "fmt" func main() { matrix := [][]int{ {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}, } for i := 0; i < len(matrix); i++ { for j := 0; j < len(matrix[i]); j++ { fmt.Printf("%d ", matrix[i][j]) } fmt.Println() } }

  📝 在這個範例中，我們使用兩層 for 迴圈遍歷了多維切片中的所有元素，並將它們一行一行地輸出。

• 範例：使用 range 來遍歷

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  package main import "fmt" func main() { matrix := [][]int{ {1, 2, 3}, {4, 5, 6}, {7, 8, 9}, } for i, row := range matrix { for j, value := range row { fmt.Printf("matrix[%d][%d] = %d\n", i, j, value) } } }

  📝 在這個範例中，我們使用 range 遍歷多維切片，這樣可以更加簡潔地訪問每一行和每一列的元素。

🚀 多維切片的優化與限制

⚠️ 限制

• 記憶體佔用：由於每一層切片都包含一個指向內部資料的指標，因此多維切片的記憶體佔用相對較大。
• 元素大小不均：不同的內部切片可以擁有不同的長度，這使得多維切片在結構上非常靈活，但也可能導致處理上的不確定性。

🚀 優化

• 避免過度嵌套：多維切片可以有任意深度，但過度嵌套會增加程式複雜度，因此在設計時應該注意結構簡潔。
• 優化記憶體分配：使用切片的時候，可以預先分配足夠的容量來避免頻繁的記憶體重分配，這樣能提高效能。

🎯總結

多維切片是一個強大的工具，適用於處理矩陣、表格資料或其他複雜的資料結構。理解其基本操作和特性能幫助你更靈活地管理和處理多維資料。

最後建議回顧一下 Go | 菜鳥教學 目錄，了解其章節內容。

註：以上參考了
Go
Go-Slice types