概念
Slice切片是對底層數組Array的封裝,在內存中的存儲本質就是數組,體現為連續的內存塊,Go語言中的數組定義之后,長度就已經固定了,在使用過程中并不能改變其長度,而Slice就可以看做一個長度可變的數組進行使用,最為關鍵的,是數組在使用的過程中都是值傳遞,將一個數組賦值給一個新變量或作為方法參數傳遞時,是將源數組在內存中完全復制了一份,而不是引用源數組在內存中的地址,為了滿足內存空間的復用和數組元素的值的一致性的應用需求,Slice出現了,每個Slice都是都源數組在內存中的地址的一個引用,源數組可以衍生出多個Slice,Slice也可以繼續衍生Slice,而內存中,始終只有源數組,當然,也有例外,后邊再說。
用法
1.Slice的定義
Slice可以通過兩種方式定義,一種是從源數組中衍生,一種是通過make函數定義,本質上來說都一樣,都是在內存中通過數組的初始化的方式開辟一塊內存,將其劃分為若干個小塊用來存儲數組元素,然后Slice就去引用整個或者局部數組元素。
直接初始化一個Slice:
復制代碼 代碼如下:
s := []int{1, 2, 3}
注意,這與初始化數組有一點點區別,有的同學認為這個寫法是定義和初始化一個數組,事實上這個寫法是現在內存中構建一個包括有3個元素的數組,然后將這個數組的應用賦值給s這個Slice,通過以下數組的定義進行區別:
復制代碼 代碼如下:
a := [3]int{1, 2, 3}
b := [...]int{1, 2, 3}
c := []int{1, 2, 3}
fmt.Println(cap(a), cap(b), cap(c))
a = append(a, 4)//Error:first argument to append must be slice; have [3]int
b = append(b, 4)//Errot:first argument to append must be slice; have [3]int
c = append(c, 4)//正常,說明變量c是Slice類型
可以看出,強調了數組定義的規則:長度和類型必須指定,若是根據實際元素個數自動計算數組長度,需要使用[...]定義,而不能只使用[]。
從數組中切片構建Slice:
復制代碼 代碼如下:
a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
s := a[2:8]
fmt.Println(s) //輸出:[3 4 5 6 7 8]
定義一個數組a,截取下標為2到8之間部分(包括2不包括8),構建一個Slice。
通過make函數定義:
復制代碼 代碼如下:
s := make([]int, 10, 20)
fmt.Println(s) //輸出:[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]
make函數第一個參數表示構建的數組的類型,第二個參數為數組的長度,第三個參數可選,是slice的容量,默認為第二個參數值。
2.Slice的長度和容量
Slice有兩個比較混淆的概念,就是長度和容量,何謂長度?這個長度跟數組的長度是一個概念,即在內存中進行了初始化實際存在的元素的個數。何謂容量?如果通過make函數創建Slice的時候指定了容量參數,那內存管理器會根據指定的容量的值先劃分一塊內存空間,然后才在其中存放有數組元素,多余部分處于空閑狀態,在Slice上追加元素的時候,首先會放到這塊空閑的內存中,如果添加的參數個數超過了容量值,內存管理器會重新劃分一塊容量值為原容量值*2大小的內存空間,依次類推。這個機制的好處在能夠提升運算性能,因為內存的重新劃分會降低性能。
復制代碼 代碼如下:
a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
s := a[0:]
s = append(s, 11, 22, 33)
sa := a[2:7]
sb := sa[3:5]
fmt.Println(a, len(a), cap(a)) //輸出:[1 2 3 4 5 6 7 8 9 0] 10 10
fmt.Println(s, len(s), cap(s)) //輸出:[1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 11 22 33] 13 20
fmt.Println(sa, len(sa), cap(sa)) //輸出:[3 4 5 6 7] 5 8
fmt.Println(sb, len(sb), cap(sb)) //輸出:[6 7] 2 5
可以看出,數組的len和cap是永遠相等的,并且是在定義的時候就已經指定的,不能改變。切片s引用這個數組的全部元素,初始長度和容量都為10,繼續追加3個元素后,其長度變為13容量為20,。切片sa截取下標2到7的數組片段,長度為5,容量為8,這個容量的改變規則為原容量值減掉起始下標,此時若追加元素,會覆蓋掉原內存地址中存在的值。切片sb截取切片sa下標3到5的數組片段,注意,這里的下標指的是sa的下標,不是源數組的下標,長度為2,容量為8-3=5。
3.Slice是引用類型
上邊已經提到過,Slice是對源數組的一個引用,改變Slice中的元素的值,實質上就是改變源數組的元素的值。
復制代碼 代碼如下:
a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
sa := a[2:7]
sa = append(sa, 100)
sb := sa[3:8]
sb[0] = 99
fmt.Println(a) //輸出:[1 2 3 4 5 99 7 100 9 0]
fmt.Println(sa) //輸出:[3 4 5 99 7 100]
fmt.Println(sb) //輸出:[99 7 100 9 0]
可以看到,不管是append操作,還是賦值操作,都影響了源數組或者其他引用同一數組的Slice的元素。Slice進行數組引用的時候,其實是將指針指向了內存中具體元素的地址,如數組的內存地址,事實上是數組中第一個元素的內存地址,Slice也是如此。
復制代碼 代碼如下:
a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
sa := a[2:7]
sb := sa[3:8]
fmt.Printf("%p\n", sa) //輸出:0xc084004290
fmt.Println(a[2], sa[0]) //輸出:0xc084004290 0xc084004290
fmt.Printf("%p\n", sb) //輸出:0xc0840042a8
fmt.Println(a[5], sb[0]) //輸出:0xc0840042a8 0xc0840042a8
4.Slice引用傳遞發生“意外”
上邊我們一直在說,Slice是引用類型,指向的都是內存中的同一塊內存,不過在實際應用中,有的時候卻會發生“意外”,這種情況只有在像切片append元素的時候出現,Slice的處理機制是這樣的,當Slice的容量還有空閑的時候,append進來的元素會直接使用空閑的容量空間,但是一旦append進來的元素個數超過了原來指定容量值的時候,內存管理器就是重新開辟一個更大的內存空間,用于存儲多出來的元素,并且會將原來的元素復制一份,放到這塊新開辟的內存空間。
復制代碼 代碼如下:
a := []int{1, 2, 3, 4}
sa := a[1:3]
fmt.Printf("%p\n", sa) //輸出:0xc0840046e0
sa = append(sa, 11, 22, 33)
fmt.Printf("%p\n", sa) //輸出:0xc084003200
可以看到執行了append操作后,內存地址發生了變化,說明已經不是引用傳遞。
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