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golang之数组切片的具体用法

2024-04-02 19:04:59 618人浏览安东尼

摘要

目录数组切片切片的创建直接声明new方式初始化字面量make方式截取方式s[:]s[i:]s[:j]s[i:j]s[i:j:x]看个例子切片的扩容内存对齐空切片和nil切片数组是值传

数组

Go 开发者在日常的工作中slice算是用的比较多的了，在介绍slice之前，我们先了解下数组，数组相信大家都不陌生，数组的数据结构比较简单，它在内存中是连续的。以一个存了10个数字的数组为例来说：

a:=[10]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}

它在内存中大概是这样的：

得益于连续性，所以数组的特点就是：

大小固定
访问快，复杂度为O(1)；
插入和删除元素因为要移动元素，所以相比查询会慢。当我们要访问一个越界的元素的元素时，go甚至编辑都不通过：

a := [10]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
fmt.Println(a[10])
// invalid array index 10 (out of bounds for 10-element array)

切片

相比数组，go的slice（切片）要相对灵活些，比较大的不同点就是slice的长度可以不固定，创建的时候不用指明长度，在go中slice是一种设计过的数据结构：

type slice struct {
   array unsafe.Pointer //指针
   len   int //长度
   cap   int //容量
}

slice的底层其实还是数组，通过指针指向它底层的数组，len是slice的长度，cap是slice的容量，slice添加元素时，且cap容量不足时，会根据策略扩容。

切片的创建

直接声明

var s []int

通过直接声明的slice，它是个nil slice，它的长度和容量都是0，且不指向任何底层数组，nil切片和空切片是不一样的，接下来会介绍。

new方式初始化

s:=*new([]int)

new的方式和直接声明的方式区别不大，最终产出的都是一个nil的slice。

字面量

s1 := []int{0, 1, 2}
s2 := []int{0, 1, 2, 4: 4}
s3 := []int{0, 1, 2, 4: 4, 5, 6, 9: 9}
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1)) //[0 1 2] 3 3
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2)) //[0 1 2 0 4] 5 5
fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3)) //[0 1 2 0 4 5 6 0 0 9] 10 10

字面量创建的slice，默认长度和容量是相等的，需要注意的是如果我们单独指明了某个索引的值，那么在这个索引值前面的元素如果未声明的话，就会是slice的类型的默认值。

make方式

s := make([]int, 5, 6)
fmt.Println(s, len(s), cap(s)) //[0 0 0 0 0] 5 6

通过make可以指定slice的长度和容量。

截取方式

切片可以从数组或者其他切片中截取获得，这时新的切片会和老的数组或切片共享一个底层数组，不管谁修改了数据，都会影响到底层的数组，但是如果新的切片发生了扩容，那么底层的数组就不是同一个。

s[:]

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[:]
fmt.Println(b, len(b), cap(b)) //[0 1 2 3 4] 5 5

通过: 获取 [0,len(a)-1]的切片，等同于整个切片的引用。

s[i:]

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[1:]
fmt.Println(b, len(b), cap(b)) //[1 2 3 4] 4 4

通过指定切片的开始位置来获取切片，它是左闭的包含左边的元素，此时它的容量cap(b)=cap(a)-i。这里要注意界限问题，a[5:]的话，相当于走到数组的尾巴处，什么元素也没了，此时就是个空切片，但是如果你用a[6:]的话，那么就会报错，超出了数组的界限。

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[5:] //[]
c := a[6:] //runtime error: slice bounds out of range [6:5]

c虽然报错了，但是它只是运行时报错，编译还是能通过的。

s[:j]

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[:4]
fmt.Println(b, len(b), cap(b)) //[0 1 2 3] 4 5

获取[0-j)的数据，注意右边是开区间，不包含j，同时它的cap和j没关系，始终是cap(b) = cap(a)，同样注意不要越界。

s[i:j]

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[2:4]
fmt.Println(b, len(b), cap(b)) //[2 3] 2 3

获取[i-j)的数据，注意右边是开区间，不包含j，它的cap(b) = cap(a)-i。

s[i:j:x]

a := []int{0, 1, 2, 3, 4}
b := a[1:2:3]
fmt.Println(b, len(b), cap(b)) //[1] 1 2

通过上面的例子，我们可以发现切片b的cap其实和j没什么关系，和i存在关联，不管j是什么，始终是cap(b)=cap(a)-i，x的出现可以修改b的容量，当我们设置x后，cap(b) = x-i而不再是cap(a)-i了。

看个例子

s0 := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
s1 := s0[3:6] //[3 4 5] 3 7

s1是对s0的切片，所以它们大概是这样：

s2 := s1[1:3:4]

这时指定个s2，s2是对s1的切片，并且s2的len=2，cap=3，所以大概长这样：

s1[1] = 40
fmt.Println(s0, s1, s2)// [0 1 2 3 40 5 6 7 8 9] [3 40 5] [40 5]

这时把s1[1]修改成40，因为没有涉及到扩容，s0、s1、s2重叠部分都指向同一个底层数组，所以最终发现s0、s2对应的位置都变成了40。

s2 = append(s2, 10)
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2)) //[40 5 10] 3 3

再向s2中添加一个元素，因为s2还有一个空间，所以不用发生扩容。

s2 = append(s2, 11)
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2)) //[40 5 10 11] 4 6

继续向s2中添加一个元素，此时s2已经没有空间了，所以会触发扩容，扩容后指向一个新的底层数据，和原来的底层数组解耦了。

此时无论怎么修改s2都不会影响到s1和s2。

切片的扩容

slice的扩容主要通过growslice函数上来处理的：

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {
    ....
    newcap := old.cap
    doublecap := newcap + newcap
    if cap > doublecap {
            newcap = cap
    } else {
        if old.len < 1024 {
              newcap = doublecap
        } else {
            // Check 0 < newcap to detect overflow
            // and prevent an infinite loop.
            for 0 < newcap && newcap < cap {
                  newcap += newcap / 4
            }
            // Set newcap to the requested cap when
            // the newcap calculation overflowed.
            if newcap <= 0 {
                 newcap = cap
            }
        }
    }
    ....
    return slice{p, old.len, newcap}
}

入参说明下：

et是slice的类型。
old是老的slice。
cap是扩容后的最低容量，比如原来是4，append加了一个，那么cap就是5。所以上面的代码解释为：
如果扩容后的最低容量大于老的slice的容量的2倍，那么新的容量等于扩容后的最低容量。
如果老的slice的长度小于1024，那么新的容量就是老的slice的容量的2倍
如果老的slice的长度大于等于1024，那么新的容量就等于老的容量不停的1.25倍，直至大于扩容后的最低容量。这里需要说明下关于slice的扩容网上很多文章都说小于1024翻倍扩容，大于1024每次1.25倍扩容，其实就是基于这段代码，但其实这不全对，我们来看个例子：

a := []int{1, 2}
fmt.Println(len(a), cap(a)) //2 2
a = append(a, 2, 3, 4)
fmt.Println(len(a), cap(a)) // 5 6

按照规则1，这时的cap应该是5，结果是6。

a := make([]int, 1280, 1280)
fmt.Println(len(a), cap(a)) //1280 1280
a = append(a, 1)
fmt.Println(len(a), cap(a), 1280*1.25) //1281 1696 1600

按照规则3，这时的cap应该是原来的1.25倍，即1600，结果是1696。

内存对齐

其实上面两个扩容，只能说不是最终的结果，go还会做一些内存对齐的优化，通过内存对齐可以提升读取的效率。

// 内存对齐
capmem, overflow = math.MulUintptr(et.size, uintptr(newcap))
capmem = roundupsize(capmem)
newcap = int(capmem / et.size)

空切片和nil切片

空切片：slice的指针不为空，len和cap都是0
nil切片：slice的指针不指向任何地址即array=0，len和cap都是0

nil	空
var a []int	a:=make([]int,0)
a:=*new([]int)	a:=[]int{}

空切片虽然地址不为空，但是这个地址也不代表任何底层数组的地址，空切片在初始化的时候会指向一个叫做zerobase的地址，

var zerobase uintptr
if size == 0 {
      return unsafe.Pointer(&zerobase)
}

所有空切片的地址都是一样的。

var a1 []int
a2:=*new([]int)
a3:=make([]int,0)
a4:=[]int{}

fmt.Println(*(*[3]int)(unsafe.Pointer(&a1))) //[0 0 0]
fmt.Println(*(*[3]int)(unsafe.Pointer(&a2))) //[0 0 0]
fmt.Println(*(*[3]int)(unsafe.Pointer(&a3))) //[824634101440 0 0]
fmt.Println(*(*[3]int)(unsafe.Pointer(&a4))) //[824634101440 0 0]

数组是值传递，切片是引用传递？

func main() {
   array := [10]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
   slice := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
   changeArray(array)
   fmt.Println(array) //[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
   changeSlice(slice)
   fmt.Println(slice) //[1 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
}

func changeArray(a [10]int) {
   a[0] = 1
}

func changeSlice(a []int) {
   a[0] = 1
}

定义一个数组和一个切片
通过changeArray改变数组下标为0的值
通过changeSlice改变切片下标为0的值
原数组值未被修改，原切片的值已经被修改这个表象看起来像是slice是指针传递似的，但是如果我们这样呢：

func main() {
   slice := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
   changeSlice(slice)//[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
}
func changeSlice(a []int) {
   a = append(a, 99)
}

会发现原slice的值并没有被改变，这是因为我们用了append，append之后，原slice的容量已经不够了，这时候会copy出一个新的数组。其实go的函数参数传递，只有值传递，没有引用传递，当slice的底层数据没有改变的时候，怎么修改都会影响原底层数组，当slice发生扩容时，扩容后就是新的数组，那么怎么修改这个新的数组都不会影响原来的数组。

数组和slice能不能比较

只有长度相同，类型也相同的数组才能比较

a:=[2]int{1,2}
b:=[2]int{1,2}
fmt.Println(a==b) true

a:=[2]int{1,2}
b:=[3]int{1,2,3}
fmt.Println(a==b) //invalid operation: a == b (mismatched types [2]int and [3]int)

a:=[2]int{1,2}
b:=[2]int8{1,2}
fmt.Println(a==b) //invalid operation: a == b (mismatched types [2]int and [2]int8)

slice只能和nil做比较，其余的都不能比较

a:=[]int{1,2}
b:=[]int{1,2}
fmt.Println(a==b)//invalid operation: a == b (slice can only be compared to nil)

但是需要注意的是，两个都是nil的slice也不能进行比较，它只能和nil对比，这里的nil是真真实实的nil。

var a []int
var b []int
fmt.Println(a == b) //invalid operation: a == b (slice can only be compared to nil)
fmt.Println(a == nil) //true

到此这篇关于golang之数组切片的具体用法的文章就介绍到这了,更多相关golang 数组切片内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！

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本文标题: golang之数组切片的具体用法

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