GoLang中的切片擴(kuò)容機(jī)制

[5]int 是數(shù)組，而 []int 是切片。二者看起來相似，實(shí)則是根本上不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

在嘉定等地區(qū)，都構(gòu)建了全面的區(qū)域性戰(zhàn)略布局，加強(qiáng)發(fā)展的系統(tǒng)性、市場前瞻性、產(chǎn)品創(chuàng)新能力，以專注、極致的服務(wù)理念，為客戶提供成都網(wǎng)站制作、成都網(wǎng)站建設(shè) 網(wǎng)站設(shè)計(jì)制作按需求定制網(wǎng)站,公司網(wǎng)站建設(shè),企業(yè)網(wǎng)站建設(shè),品牌網(wǎng)站制作,全網(wǎng)整合營銷推廣,成都外貿(mào)網(wǎng)站制作,嘉定網(wǎng)站建設(shè)費(fèi)用合理。

切片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，包含一個(gè)指向數(shù)組的指針 array ，當(dāng)前長度 len ，以及最大容量 cap 。在使用 make([]int, len) 創(chuàng)建切片時(shí)，實(shí)際上還有第三個(gè)可選參數(shù) cap ，也即 make([]int, len, cap) 。在不聲明 cap 的情況下，默認(rèn) cap=len 。當(dāng)切片長度沒有超過容量時(shí)，對(duì)切片新增數(shù)據(jù)，不會(huì)改變 array 指針的值。

當(dāng)對(duì)切片進(jìn)行 append 操作，導(dǎo)致長度超出容量時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建新的數(shù)組，這會(huì)導(dǎo)致和原有切片的分離。在下例中

由于 a 的長度超出了容量，所以切片 a 指向了一個(gè)增長后的新數(shù)組，而 b 仍然指向原來的老數(shù)組。所以之后對(duì) a 進(jìn)行的操作，對(duì) b 不會(huì)產(chǎn)生影響。

試比較

本例中， a 的容量為6，因此在 append 后并未超出容量，所以 array 指針沒有改變。因此，對(duì) a 進(jìn)行的操作，對(duì) b 同樣產(chǎn)生了影響。

下面看看用 a := []int{} 這種方式來創(chuàng)建切片會(huì)是什么情況。

可以看到，空切片的容量為0，但后面向切片中添加元素時(shí)，并不是每次切片的容量都發(fā)生了變化。這是因?yàn)椋绻龃笕萘?，也即需要?jiǎng)?chuàng)建新數(shù)組，這時(shí)還需要將原數(shù)組中的所有元素復(fù)制到新數(shù)組中，開銷很大，所以GoLang設(shè)計(jì)了一套擴(kuò)容機(jī)制，以減少需要?jiǎng)?chuàng)建新數(shù)組的次數(shù)。但這導(dǎo)致無法很直接地判斷 append 時(shí)是否創(chuàng)建了新數(shù)組。

如果一次添加多個(gè)元素，容量又會(huì)怎樣變化呢？試比較下面兩個(gè)例子：

那么，是不是說，當(dāng)向一個(gè)空切片中插入 2n-1 個(gè)元素時(shí)，容量就會(huì)被設(shè)置為 2n 呢？我們來試試其他的數(shù)據(jù)類型。

可以看到，根據(jù)切片對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)類型的不同，容量增長的方式也有很大的區(qū)別。相關(guān)的源碼包括： src/runtime/msize.go ， src/runtime/mksizeclasses.go 等。

我們?cè)倏纯辞衅跏挤强盏那樾巍?/p>

可以看到，與剛剛向空切片添加5個(gè)int的情況一致，向有3個(gè)int的切片中添加2個(gè)int，容量增長為6。

需要注意的是， append 對(duì)切片擴(kuò)容時(shí)，如果容量超過了一定范圍，處理策略又會(huì)有所不同?？梢钥纯聪旅孢@個(gè)例子。

具體為什么會(huì)是這樣的變化過程，還需要從 源碼 中尋找答案。下面是 src/runtime/slice.go 中的 growslice 函數(shù)中的核心部分。

GoLang中的切片擴(kuò)容機(jī)制，與切片的數(shù)據(jù)類型、原本切片的容量、所需要的容量都有關(guān)系，比較復(fù)雜。對(duì)于常見數(shù)據(jù)類型，在元素?cái)?shù)量較少時(shí)，大致可以認(rèn)為擴(kuò)容是按照翻倍進(jìn)行的。但具體情況需要具體分析。

go語言數(shù)組，切片和字典的區(qū)別和聯(lián)系

、數(shù)組　

與其他大多數(shù)語言類似，Go語言的數(shù)組也是一個(gè)元素類型相同的定長的序列。

（1）數(shù)組的創(chuàng)建。

數(shù)組有3種創(chuàng)建方式：[length]Type　、[N]Type{value1, value2, ... , valueN}、[...]Type{value1, value2, ... , valueN}　如下：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test5() {

var iarray1 [5]int32

var iarray2 [5]int32 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray3 := [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

iarray5 := [...]int32{11, 12, 13, 14, 15}

iarray6 := [4][4]int32{{1}, {1, 2}, {1, 2, 3}}

fmt.Println(iarray1)

fmt.Println(iarray2)

fmt.Println(iarray3)

fmt.Println(iarray4)

fmt.Println(iarray5)

fmt.Println(iarray6)

}

結(jié)果：

[0 0 0 0 0]

[1 2 3 4 5]

[1 2 3 4 5]

[6 7 8 9 10]

[11 12 13 14 15]

[[1 0 0 0] [1 2 0 0] [1 2 3 0] [0 0 0 0]]

我們看數(shù)組 iarray1，只聲明，并未賦值，Go語言幫我們自動(dòng)賦值為0。再看 iarray2 和 iarray3 ，我們可以看到，Go語言的聲明，可以表明類型，也可以不表明類型，var iarray3 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5} 也是完全沒問題的。

（2）數(shù)組的容量和長度是一樣的。cap() 函數(shù)和 len() 函數(shù)均輸出數(shù)組的容量（即長度）。如：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test6() {

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

fmt.Println(len(iarray4))

fmt.Println(cap(iarray4))

}

輸出都是5。

（3）使用：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test7() {

iarray7 := [5]string{"aaa", `bb`, "可以啦", "叫我說什么好", "()"}

fmt.Println(iarray7)

for i := range iarray7 {

fmt.Println(iarray7[i])

}

}

二、切片

Go語言中，切片是長度可變、容量固定的相同的元素序列。Go語言的切片本質(zhì)是一個(gè)數(shù)組。容量固定是因?yàn)閿?shù)組的長度是固定的，切片的容量即隱藏?cái)?shù)組的長度。長度可變指的是在數(shù)組長度的范圍內(nèi)可變。

（1）切片的創(chuàng)建。

切片的創(chuàng)建有4種方式：

1）make ( []Type ,length, capacity )

2) make ( []Type, length)

3) []Type{}

4) []Type{value1 , value2 , ... , valueN }

從3)、4)可見，創(chuàng)建切片跟創(chuàng)建數(shù)組唯一的區(qū)別在于 Type 前的“ [] ”中是否有數(shù)字，為空，則代表切片，否則則代表數(shù)組。因?yàn)榍衅情L度可變的。如下是創(chuàng)建切片的示例：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test8() {

slice1 := make([]int32, 5, 8)

slice2 := make([]int32, 9)

slice3 := []int32{}

slice4 := []int32{1, 2, 3, 4, 5}

fmt.Println(slice1)

fmt.Println(slice2)

fmt.Println(slice3)

fmt.Println(slice4)

}

輸出為：

[0 0 0 0 0]

[0 0 0 0 0 0 0 0 0]

[]

[1 2 3 4 5]

如上，創(chuàng)造了4個(gè)切片，3個(gè)空切片，一個(gè)有值的切片。

（2）切片與隱藏?cái)?shù)組：

一個(gè)切片是一個(gè)隱藏?cái)?shù)組的引用，并且對(duì)于該切片的切片也引用同一個(gè)數(shù)組。如下示例，創(chuàng)建了一個(gè)切片slice0，并根據(jù)這個(gè)切片創(chuàng)建了2個(gè)切片 slice1 和 slice2：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test9() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

slice1 := slice0[2 : len(slice0)-1]

slice2 := slice0[:3]

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

slice2[2] = "8"

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

}

輸出為：

[a b c d e] [c d] [a b c]

[a b 8 d e] [8 d] [a b 8]

可見，切片slice0 、 slice1 和 slice2是同一個(gè)底層數(shù)組的引用，所以slice2改變了，其他兩個(gè)都會(huì)變。

（3）遍歷、修改切片：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test10() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

fmt.Println("\n~~~~~~元素遍歷~~~~~~")

for _, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, " ")

ele = "7"

}

fmt.Println("\n~~~~~~索引遍歷~~~~~~")

for index := range slice0 {

fmt.Print(slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~")

for index, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~修改~~~~~~")

for index := range slice0 {

slice0[index] = "9"

}

fmt.Println(slice0)

}

如上，前三種循環(huán)使用了不同的for range循環(huán)，當(dāng)for后面，range前面有2個(gè)元素時(shí)，第一個(gè)元素代表索引，第二個(gè)元素代表元素值，使用 “_” 則表示忽略，因?yàn)間o語言中，未使用的值會(huì)導(dǎo)致編譯錯(cuò)誤。

只有一個(gè)元素時(shí)，該元素代表索引。

只有用索引才能修改元素。如在第一個(gè)遍歷中，賦值ele為7，結(jié)果沒有作用。因?yàn)樵谠乇闅v中，ele是值傳遞，ele是該切片元素的副本，修改它不會(huì)影響原本值，而在第四個(gè)遍歷——索引遍歷中，修改的是該切片元素引用的值，所以可以修改。

結(jié)果為：

~~~~~~元素遍歷~~~~~~

a b c d e

~~~~~~索引遍歷~~~~~~

a b c d e

~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~

aa bb cc dd ee

~~~~~~修改~~~~~~

[9 9 9 9 9]

（4）、追加、復(fù)制切片：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test11() {

slice := []int32{}

fmt.Printf("slice的長度為：%d,slice為：%v\n", len(slice), slice)

slice = append(slice, 12, 11, 10, 9)

fmt.Printf("追加后，slice的長度為：%d,slice為：%v\n", len(slice), slice)

slicecp := make([]int32, (len(slice)))

fmt.Printf("slicecp的長度為：%d,slicecp為：%v\n", len(slicecp), slicecp)

copy(slicecp, slice)

fmt.Printf("復(fù)制賦值后，slicecp的長度為：%d,slicecp為：%v\n", len(slicecp), slicecp)

}

追加、復(fù)制切片，用的是內(nèi)置函數(shù)append和copy，copy函數(shù)返回的是最后所復(fù)制的元素的數(shù)量。

（5）、內(nèi)置函數(shù)append

內(nèi)置函數(shù)append可以向一個(gè)切片后追加一個(gè)或多個(gè)同類型的其他值。如果追加的元素?cái)?shù)量超過了原切片容量，那么最后返回的是一個(gè)全新數(shù)組中的全新切片。如果沒有超過，那么最后返回的是原數(shù)組中的全新切片。無論如何，append對(duì)原切片無任何影響。如下示例：

復(fù)制代碼代碼如下:

func test12() {

slice := []int32{1, 2, 3, 4, 5, 6}

slice2 := slice[:2]

_ = append(slice2, 50, 60, 70, 80, 90)

fmt.Printf("slice為：%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片：%v\n", slice2)

_ = append(slice2, 50, 60)

fmt.Printf("slice為：%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片：%v\n", slice2)

}

如上，append方法用了2次，結(jié)果返回的結(jié)果完全不同，原因是第二次append方法追加的元素?cái)?shù)量沒有超過 slice 的容量。而無論怎樣，原切片slice2都無影響。結(jié)果：

slice為：[1 2 3 4 5 6]

操作的切片：[1 2]

slice為：[1 2 50 60 5 6]

操作的切片：[1 2]

Go切片數(shù)組深度解析

Go 中的分片數(shù)組，實(shí)際上有點(diǎn)類似于Java中的ArrayList,是一個(gè)可以擴(kuò)展的數(shù)組，但是Go中的切片由比較靈活，它和數(shù)組很像，也是基于數(shù)組，所以在了解Go切片前我們先了解下數(shù)組。

數(shù)組簡單描述就由相同類型元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 在創(chuàng)建初期就確定了長度，是不可變的。

但是Go的數(shù)組類型又和C與Java的數(shù)組類型不一樣， NewArray 用于創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，從源碼中可以看出最后返回的是 Array{}的指針，并不是第一個(gè)元素的指針，在Go中數(shù)組屬于值類型，在進(jìn)行傳遞時(shí)，采取的是值傳遞，通過拷貝整個(gè)數(shù)組。Go語言的數(shù)組是一種有序的struct。

Go 語言的數(shù)組有兩種不同的創(chuàng)建方式，一種是顯示的初始化，一種是隱式的初始化。

注意一定是使用 [...]T 進(jìn)行創(chuàng)建，使用三個(gè)點(diǎn)的隱式創(chuàng)建，編譯器會(huì)對(duì)數(shù)組的大小進(jìn)行推導(dǎo)，只是Go提供的一種語法糖。

其次，Go中數(shù)組的類型，是由數(shù)值類型和長度兩個(gè)一起確定的。[2]int 和 [3]int 不是同一個(gè)類型，不能進(jìn)行傳參和比較，把數(shù)組理解為類型和長度兩個(gè)屬性的結(jié)構(gòu)體，其實(shí)就一目了然了。

Go中的數(shù)組屬于值類型，通常應(yīng)該存儲(chǔ)于棧中，局部變量依然會(huì)根據(jù)逃逸分析確定存儲(chǔ)棧還是堆中。

編譯器對(duì)數(shù)組函數(shù)中做兩種不同的優(yōu)化：

在靜態(tài)區(qū)完成賦值后復(fù)制到棧中。

總結(jié)起來，在不考慮逃逸分析的情況下，如果數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)小于或者等于 4 個(gè)，那么所有的變量會(huì)直接在棧上初始化，如果數(shù)組元素大于 4 個(gè)，變量就會(huì)在靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)初始化然后拷貝到棧上。

由于數(shù)組是值類型，那么賦值和函數(shù)傳參操作都會(huì)復(fù)制整個(gè)數(shù)組數(shù)據(jù)。

不管是賦值或函數(shù)傳參，地址都不一致，發(fā)生了拷貝。如果數(shù)組的數(shù)據(jù)較大，則會(huì)消耗掉大量內(nèi)存。那么為了減少拷貝我們可以主動(dòng)的傳遞指針呀。

地址是一樣的，不過傳指針會(huì)有一個(gè)弊端，從打印結(jié)果可以看到，指針地址都是同一個(gè)，萬一原數(shù)組的指針指向更改了，那么函數(shù)里面的指針指向都會(huì)跟著更改。

同樣的我們將數(shù)組轉(zhuǎn)換為切片，通過傳遞切片，地址是不一樣的，數(shù)組值相同。

切片是引用傳遞，所以它們不需要使用額外的內(nèi)存并且比使用數(shù)組更有效率。

所以，切片屬于引用類型。

通過這種方式可以將數(shù)組轉(zhuǎn)換為切片。

中間不加三個(gè)點(diǎn)就是切片,使用這種方式創(chuàng)建切片，實(shí)際上是先創(chuàng)建數(shù)組，然后再通過第一種方式創(chuàng)建。

使用make創(chuàng)建切片，就不光編譯期了，make創(chuàng)建切片會(huì)涉及到運(yùn)行期。1. 切片的大小和容量是否足夠小；

切片是否發(fā)生了逃逸，最終在堆上初始化。如果切片小的話會(huì)先在?；蜢o態(tài)區(qū)進(jìn)行創(chuàng)建。

切片有一個(gè)數(shù)組的指針，len是指切片的長度, cap指的是切片的容量。

cap是在初始化切片是生成的容量。

發(fā)現(xiàn)切片的結(jié)構(gòu)體是數(shù)組的地址指針array unsafe.Pointer，而Go中數(shù)組的地址代表數(shù)組結(jié)構(gòu)體的地址。

slice 中得到一塊內(nèi)存地址，array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。

也可以通過地址構(gòu)造切片

nil切片：指的unsafe.Pointer 為nil

空切片：

創(chuàng)建的指針不為空，len和cap為空

當(dāng)一個(gè)切片的容量滿了，就需要擴(kuò)容了。怎么擴(kuò)，策略是什么？

如果原來數(shù)組切片的容量已經(jīng)達(dá)到了最大值，再想擴(kuò)容， Go 默認(rèn)會(huì)先開一片內(nèi)存區(qū)域，把原來的值拷貝過來，然后再執(zhí)行 append() 操作。這種情況對(duì)現(xiàn)數(shù)組的地址和原數(shù)組地址不相同。

從上面結(jié)果我們可以看到，如果用 range 的方式去遍歷一個(gè)切片，拿到的 Value 其實(shí)是切片里面的值拷貝,即淺拷貝。所以每次打印 Value 的地址都不變。

由于 Value 是值拷貝的，并非引用傳遞，所以直接改 Value 是達(dá)不到更改原切片值的目的的，需要通過 slice[index] 獲取真實(shí)的地址。