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(lèi)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。

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數(shù)組簡(jiǎn)單描述就由相同類(lèi)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(zhǎng)度，是不可變的。

但是Go的數(shù)組類(lèi)型又和C與Java的數(shù)組類(lèi)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(lèi)型，在進(jìn)行傳遞時(shí)，采取的是值傳遞，通過(guò)拷貝整個(gè)數(shù)組。Go語(yǔ)言的數(shù)組是一種有序的struct。

Go 語(yǔ)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(yǔ)法糖。

其次，Go中數(shù)組的類(lèi)型，是由數(shù)值類(lèi)型和長(zhǎng)度兩個(gè)一起確定的。[2]int 和 [3]int 不是同一個(gè)類(lèi)型，不能進(jìn)行傳參和比較，把數(shù)組理解為類(lèi)型和長(zhǎng)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(lèi)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(lái)，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(lèi)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?jī)?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(guò)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(wàn)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(guò)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(lèi)型。

通過(guò)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(guò)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??；

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(huà)會(huì)先在棧或靜態(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(zhǎng)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(guò)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(mǎn)了，就需要擴(kuò)容了。怎么擴(kuò)，策略是什么？

如果原來(lái)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(kāi)一片內(nèi)存區(qū)域，把原來(lái)的值拷貝過(guò)來(lái)，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(guò) slice[index] 獲取真實(shí)的地址。

Go語(yǔ)言 排序與搜索切片

Go語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中提供了sort包對(duì)整型，浮點(diǎn)型，字符串型切片進(jìn)行排序，檢查一個(gè)切片是否排好序，使用二分法搜索函數(shù)在一個(gè)有序切片中搜索一個(gè)元素等功能。

關(guān)于sort包內(nèi)的函數(shù)說(shuō)明與使用，請(qǐng)查看

在這里簡(jiǎn)單講幾個(gè)sort包中常用的函數(shù)

在Go語(yǔ)言中，對(duì)字符串的排序都是按照字節(jié)排序，也就是說(shuō)在對(duì)字符串排序時(shí)是區(qū)分大小寫(xiě)的。

二分搜索算法

Go語(yǔ)言中提供了一個(gè)使用二分搜索算法的sort.Search(size,fn)方法：每次只需要比較㏒?n個(gè)元素，其中n為切片中元素的總數(shù)。

sort.Search(size,fn)函數(shù)接受兩個(gè)參數(shù)：所處理的切片的長(zhǎng)度和一個(gè)將目標(biāo)元素與有序切片的元素相比較的函數(shù)，該函數(shù)是一個(gè)閉包，如果該有序切片是升序排列，那么在判斷時(shí)使用 有序切片的元素 = 目標(biāo)元素。該函數(shù)返回一個(gè)int值，表示與目標(biāo)元素相同的切片元素的索引。

在切片中查找出某個(gè)與目標(biāo)字符串相同的元素索引

go語(yǔ)言循環(huán)隊(duì)列的實(shí)現(xiàn)

隊(duì)列的概念在 順序隊(duì)列 中，而使用循環(huán)隊(duì)列的目的主要是規(guī)避假溢出造成的空間浪費(fèi)，在使用循環(huán)隊(duì)列處理假溢出時(shí)，主要有三種解決方案

本文提供后兩種解決方案。

順序隊(duì)和循環(huán)隊(duì)列是一種特殊的線(xiàn)性表，與順序棧類(lèi)似，都是使用一組地址連續(xù)的存儲(chǔ)單元依次存放自隊(duì)頭到隊(duì)尾的數(shù)據(jù)元素，同時(shí)附設(shè)隊(duì)頭(front)和隊(duì)尾(rear)兩個(gè)指針，但我們要明白一點(diǎn)，這個(gè)指針并不是指針變量，而是用來(lái)表示數(shù)組當(dāng)中元素下標(biāo)的位置。

本文使用切片來(lái)完成的循環(huán)隊(duì)列，由于一開(kāi)始使用三個(gè)參數(shù)的make關(guān)鍵字創(chuàng)建切片，在輸出的結(jié)果中不包含nil值(看起來(lái)很舒服)，而且在驗(yàn)證的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)使用append()函數(shù)時(shí)切片內(nèi)置的cap會(huì)發(fā)生變化，在消除了種種障礙后得到了一個(gè)四不像的循環(huán)隊(duì)列，即設(shè)置的指針是順序隊(duì)列的指針，但實(shí)際上進(jìn)行的操作是順序隊(duì)列的操作。最后是對(duì)make()函數(shù)和append()函數(shù)的一些使用體驗(yàn)和小結(jié)，隊(duì)列的應(yīng)用放在鏈隊(duì)好了。

官方描述(片段)

即切片是一個(gè)抽象層，底層是對(duì)數(shù)組的引用。

當(dāng)我們使用

構(gòu)建出來(lái)的切片的每個(gè)位置的值都被賦為interface類(lèi)型的初始值nil，但是nil值也是有大小的。

而使用

來(lái)進(jìn)行初始化時(shí)，雖然生成的切片中不包含nil值，但是無(wú)法通過(guò)設(shè)置的指針變量來(lái)完成入隊(duì)和出隊(duì)的操作，只能使用append()函數(shù)來(lái)進(jìn)行操作

在go語(yǔ)言中，切片是一片連續(xù)的內(nèi)存空間加上長(zhǎng)度與容量的標(biāo)識(shí)，比數(shù)組更為常用。使用 append 關(guān)鍵字向切片中追加元素也是常見(jiàn)的切片操作

正是基于此，在使用go語(yǔ)言完成循環(huán)隊(duì)列時(shí)，首先想到的就是使用make(type, len, cap)關(guān)鍵字方式完成切片初始化，然后使用append()函數(shù)來(lái)操作該切片，但這一方式出現(xiàn)了很多問(wèn)題。在使用append()函數(shù)時(shí)，切片的cap可能會(huì)發(fā)生變化，用不好就會(huì)發(fā)生擴(kuò)容或收縮。最終造成的結(jié)果是一個(gè)四不像的結(jié)果，入隊(duì)和出隊(duì)操作變得與指針變量無(wú)關(guān)，失去了作為循環(huán)隊(duì)列的意義，用在順序隊(duì)列還算合適。

參考博客：

Go語(yǔ)言中的Nil

Golang之nil

Go 語(yǔ)言設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

golang 切片在函數(shù)傳遞

背景： 切片當(dāng)參數(shù)傳遞時(shí)，無(wú)法append

原因： go語(yǔ)言中切片是地址傳遞，test函數(shù)添加的1，2，3后被分配了新的地址，s切片還是指向原來(lái)的地址，a和s內(nèi)存地址不一樣

解決方法：推薦方法2

1.在test函數(shù)返回新的切片，main函數(shù)接受返回結(jié)果

go語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)切片(slice)的三種方式

定義一個(gè)切片，然后讓切片去引用一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的數(shù)組。基本語(yǔ)法如下：

索引1：切片引用的起始元素位

索引2：切片只引用該元素位之前的元素

例程如下：

在該方法中，我們未指定容量cap，這里的值為5是系統(tǒng)定義的。

在方法一中，可以用arr數(shù)組名來(lái)操控?cái)?shù)組中的元素，也可以通過(guò)slice切片來(lái)操控?cái)?shù)組中的元素。切片是直接引用數(shù)組，數(shù)組是事先存在的，程序員是可見(jiàn)的。

通過(guò) make 來(lái)創(chuàng)建切片，基本語(yǔ)法如下：

make函數(shù)第三個(gè)參數(shù)cap即容量是可選的，如果一定要自己注明的話(huà)，要注意保證cap≥len。

用該方法可以 指定切片的大小(len)和容量(cap)

例程如下：

由于未賦值系統(tǒng)默認(rèn)將元素值置為0，即：

數(shù)值類(lèi)型數(shù)組：????默認(rèn)值為 0

字符串?dāng)?shù)組：? ? ? ?默認(rèn)值為 ""

bool數(shù)組：? ? ? ? ? ?默認(rèn)值為 false

在方法二中，通過(guò)make方式創(chuàng)建的切片對(duì)應(yīng)的數(shù)組是由make底層維護(hù)，對(duì)外不可見(jiàn)，即只能通過(guò)slice去訪(fǎng)問(wèn)各個(gè)元素。

定義一個(gè)切片，直接就指定具體數(shù)組，使用原理類(lèi)似于make的方式。

例程如下：