二维数组的内存表示是什么？

Question

在Java中，二维数组是多个一维数组。这意味着那些在内存上不连续的一维数组。

相比之下，在C中，二维数组实际上就是一维数组，大小为total_row * total_column。因为Go语言使用了很多C语言的概念。

所以我的问题是：二维数组在 Go 中的内存表示看起来像 C 还是 Java？

Answer 1

在 Go 中，slices are often mistaken for arrays，所以我对两者都作了回答。

数组

引用自spec: Array types:

Array types are always one-dimensional but may be composed to form multi-dimensional types.

你的答案很清楚。但答案不仅仅是因为数组在 Go 中是值，它们不像切片那样是描述符（headers）。

看这个简单的例子：

x := [5][5]byte{}
fmt.Println(&x[0][3])
fmt.Println(&x[0][4])
fmt.Println(&x[1][0])

输出（在Go Playground上试试）：

0x10432203
0x10432204
0x10432205

如您所见，为数组分配和使用的内存是连续的：第二行从第一行最后一个元素地址的后续内存地址开始。

正在检查数组的大小：

fmt.Println(unsafe.Sizeof([4][6]int{})) // 96
fmt.Println(unsafe.Sizeof([6][4]int{})) // 96

不管你换行换列，它的大小都是一样的。

切片

这同样适用于切片的情况：多维切片是切片的切片。 Spec: Slice types:

A slice is a descriptor for a contiguous segment of an underlying array and provides access to a numbered sequence of elements from that array.
...
Like arrays, slices are always one-dimensional but may be composed to construct higher-dimensional objects.

切片是描述符，切片 header 包含指向底层（后备）数组元素的指针、长度和容量。因此，总切片数在内存使用方面很重要。

看这个例子：

x := make([][]byte, 2)
for i := range x {
    x[i] = make([]byte, 1000)
}
fmt.Println(len(x), len(x)*len(x[0]))

y := make([][]byte, 1000)
for i := range y {
    y[i] = make([]byte, 2)
}
fmt.Println(len(y), len(y)*len(y[0]))

输出（在Go Playground上试试）：

2 2000
1000 2000

x 和 y 多维切片总共有 2000 个元素（2000 字节），但是 x 只存储 2 个切片，每个切片有 1000元素，而 y 存储 1000 个切片，每个切片有 2 个元素。

这意味着 x 需要 2 片 headers 而 y 需要 1000 片 headers （对于元素，+ 1 代表 x 和 y 他们自己）！

切片header表示为reflect.SliceHeader:

type SliceHeader struct {
    Data uintptr
    Len  int
    Cap  int
}

切片的大小 header 在 32 位架构上是 12 字节，在 64 位架构上是 24 字节。因此，对于 32 位 arch 元素，x 需要 2,000 字节加上内存中的 2x12 字节，即 2,024 字节，而 y 的元素需要 2,000 字节加上1,000*12 即 14,000 字节.

另请注意，多维切片的元素可能包含不同长度的切片：

With arrays of arrays, the inner arrays are, by construction, always the same length; however with slices of slices (or arrays of slices), the inner lengths may vary dynamically. Moreover, the inner slices must be initialized individually.

就像这个例子：

x := make([][]byte, 2)
x[0] = []byte{1, 2}
x[1] = []byte{1, 2, 3, 4}
fmt.Println(x[0])
fmt.Println(x[1])

输出（在Go Playground上试试）：

[1 2]
[1 2 3 4]

如果没看过，推荐：The Go Blog: Arrays, slices (and strings): The mechanics of 'append'

Answer 2

对我来说，Go 中的 slice 就像 C++ 中的 vector。 Vector 还有 3 个关键数据成员：数据指针、容量和长度。如果 vector 是 2d，则子向量的内部长度也可能动态变化。

相比之下，Go 中的数组看起来像 C 中的数组。

二维数组的内存表示是什么？

What is two dimensional array's memory representation?

arrays

go

slice

数组

切片