关于go:切片比数组好用在哪

1. 引言

在 Go 语言中，数组和切片都是常见的数据结构，它们常常被用于存储数据，能够互相替换。本文将介绍 Go 语言中数组和切片的基本概念，同时具体探讨切片的劣势。从而可能充沛的了解切片绝对于数组的长处，更好得对切片进行应用。

2. 根本介绍

2.1 数组

数组是一种固定长度、具备雷同类型的元素序列。在 Go 语言中，数组的长度在创立时确定，并且无奈动静增长或放大。数组的申明形式为 var name [size]Type，其中name 是数组的标识符，size是数组的长度，Type是数组存储的元素类型，上面是数组应用的根本示例:

package main

import "fmt"

func main() {
        // 申明一个整数数组
        var numbers [2]int
               
        // 初始化数组元素
        numbers[0] = 1
        numbers[1] = 2
        
        // 拜访数组元素
        fmt.Println("数组中的元素：", numbers[0], numbers[1])
}

在下面的例子中，咱们定义了一个长度为 2 的整数数组，别离对其对其赋值和拜访。

2.2 切片

Go 语言中的切片实际上是对底层数组的一个援用。切片的长度能够动静扭转，而且能够通过切片表达式或内置的 append 和copy函数对切片进行操作。切片的申明形式为 var name []Type，其中name 是切片的标识符，Type是切片存储的元素类型，上面是切片应用的一个根本的例子:

package main

import "fmt"

func main() {
        // 申明一个整数切片
        var numbers []int
        // 赋值切片
        numbers = []int{1, 2}
        // 拜访切片元素
        fmt.Println("切片中的元素：", numbers[0], numbers[1]) 
}

2.3 总述

看起来数组和切片在定义和应用上有些类似，但它们在长度、内存调配、大小调整和传递形式等方面存在重要的区别。接下来，咱们将探讨切片绝对于数组的劣势，并解释为何在许多状况下抉择切片更加适合。

3. 切片劣势

3.1 动静长度

切片在 Go 语言中具备动静增长和放大的能力，这是切片绝对于数组的重要劣势之一。通过动静调整切片的长度，咱们能够依据须要无效地解决和治理数据。

在 Go 语言中，咱们能够应用内置的 append 函数向切片中增加元素。append函数承受一个切片和一个或多个元素作为参数，并返回一个新的切片，其中蕴含原切片的所有元素以及增加的新元素。如果切片的容量不足以包容新元素，append函数会主动进行内存调配并扩大底层数组的大小，以包容更多的元素。

以下是一个示例，演示了如何应用 append 函数向切片中增加元素：

package main

import "fmt"

func main() {slice := []int{1, 2, 3} // 申明一个切片

    // 应用 append 函数向切片增加元素
    slice = append(slice, 4)
    slice = append(slice, 5, 6)

    fmt.Println(slice) // 输入: [1 2 3 4 5 6]
}

通过反复调用 append 函数，咱们能够依据须要动静地减少切片的长度，而不用放心底层数组的固定长度。

另外，切片也反对应用切片表达式来创立一个新的切片，该切片是原切片的子序列。通过指定起始和完结索引，咱们能够选择性地提取切片中的一部分数据。以下是一个示例，演示了如何应用切片表达式来放大切片的长度：

package main

import "fmt"

func main() {slice := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6} // 申明一个切片

    // 应用切片表达式放大切片的长度
    slice = slice[1:4] // 抉择索引 1 到索引 3 的元素（不蕴含索引 4）fmt.Println(slice) // 输入: [2 3 4]
}

通过调整切片表达式中的起始和完结索引，咱们能够灵便地放大切片的长度，以满足特定需要。

对于数组而言，在创立时须要指定固定的长度，而且无奈在运行时扭转长度。这意味着数组的长度是动态的，无奈依据须要进行动静调整。比方上面示例代码：

package main

import "fmt"

func main() {
        // 申明一个长度为 2 的整数数组
        var numbers [2]int
        // 赋值前 5 个元素
        numbers[0] = 1
        numbers[1] = 2
        // 这里无奈再持续赋值
        // numners[2] = 3
}

这里定义一个长度为 2 的整数数组，如果元素数超过 2 时，此时将无奈持续写入，须要从新定义长度更大的一个整数数组，将旧数组的元素全副拷贝过去，之后能力持续写入。

而切片则具备动静长度和灵活性，能够依据须要进行动静调整。切片在解决长度不确定的数据时更加不便和高效。因而，在许多状况下，抉择切片而不是数组能够更好地满足理论需要。

3.2 随便切割和连贯

切片在 Go 语言中具备杰出的灵活性，能够进行切割和连贯等操作。这些操作使得咱们可能轻松地解决和操作切片的子序列，以满足不同的需要。

切片能够通过切片表达式进行切割，即抉择切片中的一部分数据。切片表达式应用起始索引和完结索引来指定切片的范畴。例如，slice[1:4]会返回一个新的切片，蕴含从索引 1 到索引 3 的元素（不蕴含索引 4）。通过切割操作，咱们能够获取切片的子序列，便于对数据进行剖析、解决和传递。

package main

import "fmt"

func main() {slice := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6} // 申明一个切片

    // 切割操作
    subSlice := slice[1:4] // 抉择索引 1 到索引 3 的元素（不蕴含索引 4）fmt.Println(subSlice) // 输入: [2 3 4]
}

切片还反对应用内置的 append 函数进行连贯操作，将一个切片连贯到另一个切片的开端。append函数会返回一个新的切片，其中蕴含原始切片和要连贯的切片的所有元素。通过连贯操作，咱们能够将多个切片合并成一个更大的切片，不便进行对立的解决和操作。

package main

import "fmt"

func main() {slice := []int{1, 2, 3, 4, 5, 6} // 申明一个切片
    // 连贯操作
    anotherSlice := []int{7, 8, 9}
    mergedSlice := append(slice, anotherSlice...)
    fmt.Println(mergedSlice) // 输入: [1 2 3 4 5 6 7 8 9]
}

通过切割操作和连贯操作，咱们能够按需抉择和组合切片中的元素，使得切片在解决数据时更加灵便和不便。这些操作能够依据具体需要进行自由组合，满足不同场景下的数据处理要求。

3.3 参数传递的性能劣势

在函数参数传递和返回值方面，切片具备显著的劣势，并且可能防止数据的复制和性能开销。

将切片作为函数的参数传递时，实际上是传递切片的援用而不是复制整个切片。相比之下，如果传递数组作为参数，会进行数组的复制，产生额定的内存开销和工夫耗费。

因为切片传递的是援用，而不是复制整个数据，所以在函数参数传递时能够大大减少内存开销。无论切片的大小如何，传递的开销都是固定的，只是援用指针的复制。这对于大型数据汇合的解决尤为重要，能够显著缩小内存占用。

上面通过一个基准测试，证实应用切片传递参数, 相比应用数组传递参数来说，整体性能更好:

const (
   arraySize   = 1000000 // 数组大小
   sliceLength = 1000000 // 切片长度
)

// 应用数组作为函数参数
func processArray(arr [arraySize]int) int {
   // 防止编译器优化，正确展现成果
   // 应用 reflect.ValueOf 将数组转换为 reflect.Value
   arrValue := reflect.ValueOf(&arr).Elem()

   sum := 0
   for i := 0; i < arrValue.Len(); i++ {
      // 应用 reflect.Value 索引操作批改数组元素的值
      arrValue.Index(i).SetInt(2)
   }
   return sum
}

// 应用切片作为函数参数
func processSlice(slice []int) int {
   // 防止编译器优化
   arrValue := reflect.ValueOf(&slice).Elem()
   sum := 0
   for i := 0; i < arrValue.Len(); i++ {
      // 应用 reflect.Value 索引操作批改数组元素的值
      arrValue.Index(i).SetInt(2)
   }
   return sum
}

// 应用数组作为参数的性能测试函数
func BenchmarkArray(b *testing.B) {var arr [arraySize]int
   for i := 0; i < arraySize; i++ {arr[i] = i
   }

   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {processArray(arr)
   }
}

// 应用切片作为参数的性能测试函数
func BenchmarkSlice(b *testing.B) {slice := make([]int, sliceLength)
   for i := 0; i < sliceLength; i++ {slice[i] = i
   }
   b.ResetTimer()
   for i := 0; i < b.N; i++ {processSlice(slice)
   }
}

这里咱们定义了BenchmarkArray 和 BenchmarkSlice 两个基准测试，别离应用数组和切片来作为参数来传递，上面是这两个基准测试的运行后果:

BenchmarkArray-4             116           9980122 ns/op         8003584 B/op          1 allocs/op
BenchmarkSlice-4             169           6898980 ns/op              24 B/op          1 allocs/op

其中ns/op 示意每次操作的均匀执行工夫，即函数执行的耗时。B/op 示意每次操作的均匀内存调配量，即每次操作调配的内存大小。allocs/op 示意每次操作的均匀内存调配次数。

在这里例子中，能够看到，数组传递参数，每一次操作会调配 8003584 字节的内存，而应用切片来传递参数，每次只会传递 24 字节的内存。而且数组作为参数传递也比切片作为参数传递的均匀执行工夫传递更长。

这个基准测试的后果也证实了，在函数参数传递和返回值方面，绝对于数组，切片具备显著的劣势，并且可能防止数据的复制和性能开销。

4. 总结

本文介绍了 Go 语言中数组和切片的基本概念，并具体探讨了切片绝对于数组的劣势。

数组是一种固定长度、具备雷同类型的元素序列，而切片是对底层数组的一个援用，并具备动静长度的能力。切片能够应用切片表达式和内置的 append 函数进行灵便的切割和连贯操作，使得数据的解决更加不便和高效。

切片在函数参数传递和返回值方面也具备性能劣势，因为切片传递的是援用而不是复制整个数据，能够缩小内存开销。

总的来说，切片在解决长度不确定、须要动静调整的数据时更加灵便和高效。在许多状况下，抉择切片而不是数组能够更好地满足理论需要。