[5]int 是數(shù)組,而 []int 是切片。二者看起來相似,實則是根本上不同的數(shù)據(jù)結構。
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切片的數(shù)據(jù)結構中,包含一個指向數(shù)組的指針 array ,當前長度 len ,以及最大容量 cap 。在使用 make([]int, len) 創(chuàng)建切片時,實際上還有第三個可選參數(shù) cap ,也即 make([]int, len, cap) 。在不聲明 cap 的情況下,默認 cap=len 。當切片長度沒有超過容量時,對切片新增數(shù)據(jù),不會改變 array 指針的值。
當對切片進行 append 操作,導致長度超出容量時,就會創(chuàng)建新的數(shù)組,這會導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 a 進行的操作,對 b 不會產(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 a 進行的操作,對 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,并不是每次切片的容量都發(fā)生了變化。這是因為,如果增大容量,也即需要創(chuàng)建新數(shù)組,這時還需要將原數(shù)組中的所有元素復制到新數(shù)組中,開銷很大,所以GoLang設計了一套擴容機制,以減少需要創(chuàng)建新數(shù)組的次數(shù)。但這導致無法很直接地判斷 append 時是否創(chuàng)建了新數(shù)組。
如果一次添加多個元素,容量又會怎樣變化呢?試比較下面兩個例子:
那么,是不是說,當向一個空切片中插入 2n-1 個元素時,容量就會被設置為 2n 呢?我們來試試其他的數(shù)據(jù)類型。
可以看到,根據(jù)切片對應數(shù)據(jù)類型的不同,容量增長的方式也有很大的區(qū)別。相關的源碼包括: src/runtime/msize.go , src/runtime/mksizeclasses.go 等。
我們再看看切片初始非空的情形。
可以看到,與剛剛向空切片添加5個int的情況一致,向有3個int的切片中添加2個int,容量增長為6。
需要注意的是, append 對切片擴容時,如果容量超過了一定范圍,處理策略又會有所不同??梢钥纯聪旅孢@個例子。
具體為什么會是這樣的變化過程,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中的切片擴容機制,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系,比較復雜。對于常見數(shù)據(jù)類型,在元素數(shù)量較少時,大致可以認為擴容是按照翻倍進行的。但具體情況需要具體分析。
定義一個切片,然后讓切片去引用一個已經(jīng)創(chuàng)建好的數(shù)組?;菊Z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)組名來操控數(shù)組中的元素,也可以通過slice切片來操控數(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,程序員是可見的。
通過 make 來創(chuàng)建切片,基本語法如下:
make函數(shù)第三個參數(shù)cap即容量是可選的,如果一定要自己注明的話,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)默認將元素值置為0,即:
數(shù)值類型數(shù)組:????默認值為 0
字符串數(shù)組:? ? ? ?默認值為 ""
bool數(shù)組:? ? ? ? ? ?默認值為 false
在方法二中,通過make方式創(chuàng)建的切片對應的數(shù)組是由make底層維護,對外不可見,即只能通過slice去訪問各個元素。
定義一個切片,直接就指定具體數(shù)組,使用原理類似于make的方式。
例程如下:
切片是數(shù)組的抽象。 切片使用數(shù)組作為底層結構。 切片包含三個組件:容量,長度和指向底層數(shù)組的指針。
通過使用 append 或 copy 函數(shù)可以增加切片的容量。 append 函數(shù)可以為數(shù)組的末尾增加值,并在需要時增加容量。
當前儲存空間存不下數(shù)據(jù)時,空間會以之前的空間數(shù)*2
比如:
定義 numbers 的數(shù)組長度為5 ,空間給他10,并追加數(shù)據(jù)到切片。
空間為10, 當我們再添加一個數(shù)據(jù)到切片時候,空間是多少了呢?
得到數(shù)據(jù)為20,和我們設想的一樣。
切片中的數(shù)據(jù)是共用內存,也就是我們選區(qū)切片區(qū)間的某一個值,并且在這個小對象中進行數(shù)據(jù)的修改,會影響整個切片的值,在開發(fā)當中非常要注意這種。
舉個例子:
取了一個first 和second 這兩個數(shù)據(jù)重合的數(shù)據(jù)是2.
打印一下:
雖然在second 中修改了數(shù)據(jù),但是影響到了大對象numbers 的數(shù)據(jù),還有一個要注意的是,first 小對象,他的內存分配是5,second 的空間是4,這是為啥呢?原來,這樣取的小對象切片,的空間是這個切片加上大對象末尾的值
開發(fā)中如果修改了其中的一個變量,但是又不想影響大對象,這個時候會傻掉。
那如何去獲取一個和numbers 一樣的數(shù)據(jù),但是又不會影響numbers呢?
我們copy一份numbers
輸出一下結果:
好,不懂在座的各位看懂了沒有。沒有影響的,通過copy 切片再去修改切片的值,是不會印象原切片的。
Go 中的分片數(shù)組,實際上有點類似于Java中的ArrayList,是一個可以擴展的數(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)結構, 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,并不是第一個元素的指針,在Go中數(shù)組屬于值類型,在進行傳遞時,采取的是值傳遞,通過拷貝整個數(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 進行創(chuàng)建,使用三個點的隱式創(chuàng)建,編譯器會對數(shù)組的大小進行推導,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)值類型和長度兩個一起確定的。[2]int 和 [3]int 不是同一個類型,不能進行傳參和比較,把數(shù)組理解為類型和長度兩個屬性的結構體,其實就一目了然了。
Go中的數(shù)組屬于值類型,通常應該存儲于棧中,局部變量依然會根據(jù)逃逸分析確定存儲棧還是堆中。
編譯器對數(shù)組函數(shù)中做兩種不同的優(yōu)化:
在靜態(tài)區(qū)完成賦值后復制到棧中。
總結起來,在不考慮逃逸分析的情況下,如果數(shù)組中元素的個數(shù)小于或者等于 4 個,那么所有的變量會直接在棧上初始化,如果數(shù)組元素大于 4 個,變量就會在靜態(tài)存儲區(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)傳參操作都會復制整個數(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,則會消耗掉大量內存。那么為了減少拷貝我們可以主動的傳遞指針呀。
地址是一樣的,不過傳指針會有一個弊端,從打印結果可以看到,指針地址都是同一個,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跟著更改。
同樣的我們將數(shù)組轉換為切片,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)組轉換為切片。
中間不加三個點就是切片,使用這種方式創(chuàng)建切片,實際上是先創(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)建切片會涉及到運行期。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。如果切片小的話會先在棧或靜態(tài)區(qū)進行創(chuàng)建。
切片有一個數(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)切片的結構體是數(shù)組的地址指針array unsafe.Pointer,而Go中數(shù)組的地址代表數(shù)組結構體的地址。
slice 中得到一塊內存地址,array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。
也可以通過地址構造切片
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
當一個切片的容量滿了,就需要擴容了。怎么擴,策略是什么?
如果原來數(shù)組切片的容量已經(jīng)達到了最大值,再想擴容, Go 默認會先開一片內存區(qū)域,把原來的值拷貝過來,然后再執(zhí)行 append() 操作。這種情況對現(xiàn)數(shù)組的地址和原數(shù)組地址不相同。
從上面結果我們可以看到,如果用 range 的方式去遍歷一個切片,拿到的 Value 其實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 是達不到更改原切片值的目的的,需要通過 slice[index] 獲取真實的地址。