Go言語入門：効果的なGo -データ:2次元Slices-

よっしー

こんにちは。よっしーです(^^)

本日は、Go言語を効果的に使うためのガイドラインについて解説しています。

背景
二次元スライス（Two-dimensional slices）
1. 解説
  1. 主要なポイント：
おわりに

背景

Go言語を学び始めて、より良いコードを書きたいと思い、Go言語の公式ドキュメント「Effective Go」を知りました。これは、いわば「Goらしいコードの書き方指南書」になります。単に動くコードではなく、効率的で保守性の高いコードを書くためのベストプラクティスが詰まっているので、これを読んだ時の内容を備忘として残しました。

Effective Go - The Go Programming Language

二次元スライス（Two-dimensional slices）

Goの配列とスライスは一次元です。2D配列やスライスと同等のものを作成するには、配列の配列やスライスのスライスを定義する必要があります。以下のようになります：

type Transform [3][3]float64  // 3x3配列、実際には配列の配列
type LinesOfText [][]byte     // バイトスライスのスライス

スライスは可変長であるため、各内部スライスを異なる長さにすることが可能です。これは、LinesOfTextの例のように一般的な状況です：各行は独立した長さを持ちます。

text := LinesOfText{
    []byte("Now is the time"),
    []byte("for all good gophers"),
    []byte("to bring some fun to the party."),
}

時には2Dスライスを割り当てる必要があります。これは例えば、ピクセルのスキャンラインを処理する際に発生する状況です。これを実現する方法は2つあります。1つは各スライスを独立して割り当てる方法、もう1つは単一の配列を割り当てて個々のスライスをそこに向ける方法です。どちらを使用するかはアプリケーションによります。スライスが成長または縮小する可能性がある場合は、次の行を上書きしないように独立して割り当てる必要があります。そうでない場合は、単一の割り当てでオブジェクトを構築する方が効率的です。参考までに、以下に2つの方法の概要を示します。まず、一度に一行ずつ：

// トップレベルスライスを割り当てる
picture := make([][]uint8, YSize) // y単位ごとに1行
// 行をループし、各行のスライスを割り当てる
for i := range picture {
    picture[i] = make([]uint8, XSize)
}

そして今度は一回の割り当てで、行にスライスする方法：

// トップレベルスライスを割り当てる、前と同じ
picture := make([][]uint8, YSize) // y単位ごとに1行
// すべてのピクセルを保持する1つの大きなスライスを割り当てる
pixels := make([]uint8, XSize*YSize) // pictureが[][]uint8であっても型は[]uint8
// 行をループし、残りのピクセルスライスの前から各行をスライスする
for i := range picture {
    picture[i], pixels = pixels[:XSize], pixels[XSize:]
}

解説

この章では、Go言語における二次元データ構造の作成と管理について説明しています。

主要なポイント：

Go言語の制限：
- Go言語の配列とスライスは本質的に一次元
- 多次元データ構造は「配列の配列」や「スライスのスライス」として実装
型定義の例：
- Transform [3][3]float64：固定サイズの3×3行列
- LinesOfText [][]byte：可変長の文字列行集合
柔軟性：
- 各内部スライスは異なる長さを持てる
- テキスト処理などで各行の長さが異なる場合に有用
メモリ割り当て戦略： 方法1：独立割り当て
- 各行を個別にmake()で作成
- メリット：各行が独立して成長・縮小可能
- デメリット：複数回のメモリ割り当てが必要
方法2：単一割り当て
- 全データ用に一つの大きなスライスを作成
- 各行はその一部を参照
- メリット：メモリ効率が良い、連続したメモリ領域
- デメリット：サイズが固定、一つの行の変更が他に影響する可能性
使い分けの指針：
- データサイズが動的に変わる場合：独立割り当て
- データサイズが固定で効率を重視する場合：単一割り当て
実装技術：
- pixels[:XSize], pixels[XSize:]という多重代入でスライシング
- 効率的なメモリ使用パターン