配列とは違う！スライスを操作してみよう。Go言語ならではです

今回はスライスの要素を追加したり、スライスにメモリを割り当てる操作を行っていきます。

スライスの宣言に関しては、下記の記事を参考にしてください。

【Go言語のスライス操作】append関数でスライスの要素を追加しよう

Go言語では、スライスに要素を追加する時は append() 関数を使用します。

では、プログラムで確認してみましょう。

// スライスの操作
package main

import "fmt"

func main() {
    // スライスを宣言
    num := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(num)

    // append関数
    // スライスの最後に要素を追加する
    num = append(num, 4)
    fmt.Println(num)
}

// 出力結果
$ go run main.go 
[1 2 3]  // スライスを初期化した時の出力
[1 2 3 4]  // スライスにappend関数で要素を追加した時の出力

上記のプログラムでは要素をひとつだけ追加していますが、複数同時に追加することができます。

// スライスの操作
package main

import "fmt"

func main() {
    // スライスを宣言
    num := []int{1, 2, 3}
    fmt.Println(num)

    // append関数
    // スライスの最後に要素を追加する
    num = append(num, 4)
    fmt.Println(num)

    // appendは複数渡すことができる
    num = append(num, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
    fmt.Println(num)
}

// 出力結果
$ go run main.go 
[1 2 3]
[1 2 3 4]
[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]  // 要素を複数渡した出力

【Go言語のスライス操作】for文を使ってスライスの値を取得しよう

for文を使ってスライスの値を取得しましょう。

基本的なfor文を用いた方法とrangeを使った方法の2種類です。

基本的なfor文を使ったスライスの値の取得

// スライスの値をfor文で取得する
package main

import "fmt"

func main() {
    var sl []string = []string{"Golang", "Python", "C言語"}
    fmt.Println(sl)

    // for文の出力
    for i := 0; i < len(sl); i++ {
	fmt.Println(sl[i])
    }
}

// 出力結果
$ go run main.go
[Golang Python C言語]
Golang
Python
C言語

rangeを使ってスライスから値を取得（インデックスと値の両方）

// rangeを使ってスライスから値を取得（インデックスと値の両方）
package main

import "fmt"

func main() {
    var sl []string = []string{"Golang", "Python", "C言語"}
    fmt.Println(sl)

    // rangeでスライスの値を取得する
    for i, v := range sl {
	fmt.Println(i, v)
    }
}

// 出力結果
$ go run main.go
[Golang Python C言語]
0 Golang
1 Python
2 C言語

rangeを使ってスライスから値を取得（値のみ取得）

rangeを使って値のみ取得する場合は、インデックス番号の変数部分を _ にする必要があります。

// rangeを使ってスライスから値を取得（値のみ取得）
package main

import "fmt"

func main() {
    var sl []string = []string{"Golang", "Python", "C言語"}
    fmt.Println(sl)

    // インデックス番号不使用の場合
    for _, v := range sl {
	fmt.Println(v)
    }
}

// 出力結果
$ go run main.go
[Golang Python C言語]
Golang
Python
C言語

rangeを使ってスライスから値を取得（インデックス番号のみ取得）

// rangeを使ってスライスから値を取得（インデックス番号のみ取得）
package main

import "fmt"

func main() {
    var sl []string = []string{"Golang", "Python", "C言語"}
    fmt.Println(sl)

    // インデックス番号のみ取得する場合
    for i := range sl {
	fmt.Println(i)
    }
}

// 出力結果
$ go run main.go
[Golang Python C言語]
0
1
2

【Go言語のスライス操作】make関数でスライスのメモリを割り当てよう

Go言語・入門編の学習ではメモリ容量を意識しなくてもいいのですが、メモリの制限が厳しい環境で必要になるので覚えておきましょう。

スライスのメモリを割り当てるのに使用するのが make() 関数です。

// make関数でスライスのメモリを割り当て
package main

import "fmt"

func main() {
    // make関数で第一引数に要素数を指定
    num2 := make([]int, 5)
    // num2を出力する
    fmt.Println(num2)
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]

make関数で生成したスライスに値を代入

上記のプログラムを元に値を代入してみましょう。

// make関数でスライスのメモリを割り当て
package main

import "fmt"

func main() {
    // make関数で第一引数に要素数を指定
    num2 := make([]int, 5)
    // num2を出力する
    fmt.Println(num2)

    // 値を代入
    num2[0] = 100
    fmt.Println(num2)
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]
[100 0 0 0 0]

num2[0] に 100 が代入されていることが確認できます。

このプログラムでは、 make() に要素数は指定していますが容量は指定していません。

では、 num2 の要素数と容量は現在どうなっているのでしょうか？

len()関数とcap()関数について

要素数を調べる関数が len() 関数で容量を調べる関数が cap() 関数です。

では、先程のプログラムを用いて要素数と容量を確認してみましょう。

// make関数でスライスのメモリを割り当て
package main

import "fmt"

func main() {
    // make関数で第1引数に要素数を指定
    num2 := make([]int, 5)
    // num2を出力する
    fmt.Println(num2)

    // len関数
    // 要素数を調べる
    fmt.Println("要素数は", len(num2), "です。")

    // cap関数
    // スライスのメモリ容量を調べる
    fmt.Println("容量は", cap(num2), "です。")
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]
要素数は 5 です。
容量は 5 です。

上記のプログラムでは要素数を 5 に指定して容量は指定していません。

この場合、要素数と同じだけの容量が確保されているのが確認できます。

では、make関数で要素数と容量の両方を指定してみましょう。

// make関数で指定した要素数より多く要素が追加
package main

import "fmt"

func main() {
    // 要素数と容量をmake関数で指定する
    num3 := make([]int, 5, 10)
    fmt.Println(num3)

    fmt.Println("要素数は", len(num3), "です。")
    fmt.Println("容量は", cap(num3), "です。")
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]
要素数は 5 です。
容量は 10 です。

make関数で指定した通りに要素数と容量が指定できました。

make関数で指定した要素数より多く要素が追加できる

スライスの特徴として要素数が追加できることでした。

make関数では要素数を指定できますが、それ以上に要素が追加できます。

// make関数で指定した要素数より多く要素が追加
package main

import "fmt"

func main() {
    // 要素数と容量をmake関数で指定する
    num3 := make([]int, 5, 10)
    fmt.Println(num3)

    // append関数で要素を追加する
    num3 = append(num3, 1, 2, 3, 4, 5)
    fmt.Println(num3)
    fmt.Println("要素数は", len(num3), "です。")
    fmt.Println("容量は", cap(num3), "です。")
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]
[0 0 0 0 0 1 2 3 4 5]
要素数は 10 です。
容量は 10 です。

make関数で要素数 5 で作成したスライスに要素を追加できていることが確認できます。

ただ、これがmake関数での注意点にもなるのです。

【Go言語のスライス操作】make関数での注意点

make関数の注意点に触れる前に、上記のプログラムを利用してさらに要素を追加してみましょう。

// make関数での注意点
package main

import "fmt"

func main() {
    // 要素数と容量をmake関数で指定する
    num3 := make([]int, 5, 10)
    fmt.Println(num3)

    // append関数で要素を追加する
    num3 = append(num3, 1, 2, 3, 4, 5)
    fmt.Println(num3)
    fmt.Println("要素数は", len(num3), "です。")
    fmt.Println("容量は", cap(num3), "です。")

    // さらにappend関数で要素を追加する
    num3 = append(num3, 1, 2, 3, 4, 5)
    fmt.Println(num3)
    fmt.Println("要素数は", len(num3), "です。")
    fmt.Println("容量は", cap(num3), "です。")
}

// 出力結果
$ go run main.go
[0 0 0 0 0]
[0 0 0 0 0 1 2 3 4 5]
要素数は 10 です。
容量は 10 です。
[0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5]
要素数は 15 です。
容量は 20 です。  // ここが注意点！

num3 は、最初に要素数 5 容量 10 でスライスを作成しました。

指定した容量を超えた要素数を追加すると、容量が倍の量が確保されているのが確認できます。

これがmake関数での注意点で、メモリを割り当ててメモリを無駄なく使用するためにmake関数で作成したスライスですが、使い方によっては無駄なメモリを消費してしまいます。

メモリの使用制限が厳しいプログラム開発では、make関数によるスライスの作成には十分注意が必要となります。

【まとめ】Go言語のスライスを操作してみよう！

今回は append() 関数によるスライスへの要素の追加と、make() 関数によるメモリの割り当てを行ってみました。

では、まとめに入りましょう。

以上となります。

特に append() 関数は使用することが多いので、きちんと理解しておきましょう。

スライスに関しては、まだまだお伝えしなければいけないことがあります…

無理なく学習を進めていきましょう！