关于go:Go题库1Golang里的数组和切片有了解过吗

题目起源： 深服气、知乎、跟谁学

题目解析： GOALNG ROADMAP 社区

数组长度是固定的，而切片是可变长的。能够把切片看作是对底层数组的封装，每个切片的底层数据结构中，肯定会蕴含一个数组。数组能够被称为切片的底层数组，切片也能够被看作对数组某一间断片段的援用。因而，Go 中切片属于援用类型，而数组属于值类型，通过内建函数 len，能够获得数组和切片的长度。通过内建函数 cap，能够失去数组和切片的容量。然而数组的长度和容量是相等的，并且都不可变，而且切片容量是有变化规律的。

数组和切片的关系：

切片一旦初始化，切片始终与保留其元素的根底数组相关联。因而，切片会和与其领有同一根底数组的其余切片共享存储 ; 相比之下，不同的数组总是代表不同的存储。

数组和切片的区别

切片的长度可能在执行期间发生变化，而数组的长度不能变动，能够把切片看成一个长度可变的数组。
数组作为函数参数是进行值传递的，函数外部扭转传入的数组元素值不会影响函数内部数组的元素值；切片作为函数的参数是进行的指针传递，函数外部扭转切片的值会影响函数内部的切片元素值。
数组能够比拟，切片不能比拟(对底层数组的援用)。

1. Go 切片和 Go 数组

Go 切片，又称动静数组，它理论是基于数组类型做的一层封装。

Go 数组

数组是内置 (build-in) 类型, 是一组同类型数据的汇合，它是值类型，通过从 0 开始的下标索引拜访元素值。在初始化后长度是固定的，无奈批改其长度。当作为办法的参数传入时将复制一份数组而不是援用同一指针。数组的长度也是其类型的一部分，通过内置函数 len(array)获取其长度。

Go 数组与像 C/C++ 等语言中数组略有不同，如下

Go 中的数组是值类型，换句话说，如果你将一个数组赋值给另外一个数组，那么，实际上就是将整个数组拷贝一份。因而，在 Go 中如果将数组作为函数的参数传递的话，那效率就必定没有传递指针高了。
数组的长度也是类型的一部分，这就阐明 [10]int 和[20]int不是同一种数据类型。

Go 切片

Go 语言中数组的长度是固定的，且不同长度的数组是不同类型，这样的限度带来不少局限性。

而切片则不同，切片（slice）是一个领有雷同类型元素的可变长序列，能够不便地进行扩容和传递，理论应用时比数组更加灵便，这也正是切片存在的意义。

切片是援用类型，因而在当传递切片时将援用同一指针，批改值将会影响其余的对象。

2. 切片底层

当初就来看一下 Go 语言切片的底层是什么样子吧！

Go 切片 (slice) 的实现能够在源码包 src/runtime/slice.go 中找到。在源码中，slice 的数据结构定义如下。

type slice struct {
    array unsafe.Pointer    // 指向底层数组的指针
    len int                    // 切片长度
    cap int                    // 切片容量
}

能够看到，组成 Go 切片的三元组别离为指向底层数组的指针，切片长度和切片容量。

指向底层数组的指针

后面曾经提到，切片理论是对数组的一层封装。这个指针便是记录其底层数组的地址，也正是切片开始的地位。
切片长度

len示意切片的长度，即切片中现存无效元素的个数，它不能超过切片的容量。能够通过 len() 函数获取切片长度。
切片容量

cap示意切片的容量，即切片能存储元素的多少，通常是从切片的起始元素到底层数组的最初一个元素间的元素个数，当切片容量有余时，便会触发 slice 扩容。能够通过 cap() 函数获取切片容量。

下图展现了一个 Go 切片的底层数据结构，这个切片的长度为 3，容量为 6。

3. 切片应用

切片定义形式

   var a []int                    //nil 切片，和 nil 相等，个别用来示意一个不存在的切片
   var b []int{}                // 空切片，和 nil 不相等，个别用来示意一个空的汇合
   var c []int{1, 2, 3}        // 有 3 个元素的切片，len 和 cap 都为 3
   var d = c[:2]                // 有 2 个元素的切片，len 为 2，cap 为 3
   var e = c[:2:cap(c)]        // 有 2 个元素的切片，len 为 2，cap 为 3
   var f = c[:0]                // 有 0 个元素的切片，len 为 0，cap 为 3
   var g = make([]int, 3)        // 创立一个切片，len 和 cap 均为 3
   var h = make([]int, 3, 6)    // 创立一个切片，len 为 3，cap 为 5
   var i = make([]int, 0, 3)    // 创立一个切片，len 为 0，cap 为 3

从数组中切取切片

数组和切片是严密相连的。切片能够用来拜访数组的局部或全副元素，而这个数组称为切片的底层数组。切片的指针指向数组第一个能够从切片中拜访的元素，这个元素并不一定是数组的第一个元素。

一个底层数组能够对应多个切片，这些切片能够援用数组的任何地位，彼此之前的元素能够重叠。

slice 操作符 s[i:j] 创立了一个新的 slice，这个新的 slice 援用了 s 中从 i 到 j-1 索引地位的所有元素。

如果表达式省略了 i，那么默认是s[0:j]；如果省略了 j，默认是s[i:len(s)]；

  // 示例起源：The Go Programming Language
  // 创立一个数组
  months := [...]string{1:"January", /*...*/, 12: "December"}
  Q2 := months[4:7]
  summer := months[6:9]
  fmt.Println(Q2)                //["April" "May" "June"]
  fmt.Println(summer)            //["June" "July" "August"]

月份名称字符串数组与其对应的两个元素重叠的 slice 图示

留神：切片与原数组或切片共享底层空间，批改切片会影响原数组或切片

迭代切片

切片能够用 range 迭代，然而要留神：如果只用一个值接管 range，则失去的只是切片的下标，用两个值接管 range，则失去的才是下标和对应的值。

   // 应用一个值接管 range, 则失去的是切片的下标
   for i := range months {fmt.Println(i)        // 返回下标 0 1 ... 12
   }
   // 应用两个值接管 range，则失去的是下标和对应的值
   for i, v := range months {fmt.Println(i, v)     // 返回下标 0 1 ... 12 和 值 """January" ... "December"
   }

切片拷贝

应用 copy 内置函数拷贝两个切片时，会将源切片的数据一一拷贝到目标切片指向的数组中，拷贝数量取两个切片的最小值。

例如长度为 10 的切片拷贝到长度为 5 的切片时，将拷贝 5 个元素。也就是说，拷贝过程中不会产生扩容。

copy 函数有返回值，它返回实际上复制的元素个数，这个值就是两个 slice 长度的较小值。

4. 切片扩容 -append 函数

追加元素

通过 append() 函数能够在切片的尾部追加 N 个元素

  var a []int
  a = append(a, 1)                    // 追加一个元素
  a = append(a, 1, 2, 3)                // 追加多个元素
  a = append(a, []int{1, 2, 3}...)    // 追加一个切片，留神追加切片时前面要加...

应用 append()函数也能够在切片头部增加元素

  a = append([]int{0}, a...)            // 在结尾增加一个元素
  a = append([]int{1, 2, 3}, a...)    // 在结尾增加一个切片

注: 从头部增加元素会引起内存的重调配，导致已有元素全副复制一次。因而从头部增加元素的开销要比从尾部增加元素大很多

通过 append()函数链式操作从两头插入元素

  a = append(a[:i], append([]int{x}, a[i:]...)...)        // 在第 i 个地位上插入 x
  a = append(a[:i], append([]int{1, 2, 3}, a[i:]...)...)    // 在第 i 个地位上插入切片

应用链式操作在插入元素，在内层 append 函数中会创立一个临式切片，而后将 a[i:] 内容复制到新创建的临式切片中，再将临式切片追加至 a[:i] 中。

通过 append()和 copy()函数组合从两头插入元素

应用这种形式能够防止创立过程两头的临式切片，也能够做到从两头插入元素

  // 两头插入一个元素
  a = append(a, 0)            // 切片扩大一个空间
  copy(a[i+1:], a[i:])        //a[i:]向后挪动一个地位
  a[i] = x                    // 设置新增加的元素
  // 两头插入多个元素
  a = append(a, x...)            // 为 x 切片扩大足够的空间
  copy(a[i+len(x):], a[i:])    //a[i:]向后挪动 len(x)个地位
  copy(a[i:], x)                // 复制新增加的切片

应用此形式尽管稍显简单，然而能够缩小创立两头长期切片的开销。

删除元素

很遗憾，Go 语言中并没有提供间接删除指定地位元素的形式。不过依据切片的性质，咱们能够通过奇妙的拼接切片来达到删除指定数据的目标。

a = []int{1, 2, 3}
// 删除尾部元素
a = a[:len(a) - 1]                // 删除尾部一个元素
a = a[:len(a) - N]                // 删除尾部 N 个元素
// 删除头部元素
a = [1:]                        // 删除结尾 1 个元素
a = [N:]                        // 删除结尾 N 个元素
// 删除两头元素
a = append(a[:i], a[i+1:]...)    // 删除两头一个元素
a = append(a[:i], a[i+N:]...)    // 删除两头 N 个元素

slice 扩容

很多人认为 slice 是能够主动裁减的, 预计都是 append 函数误导的。其实 slice 并不会本人主动裁减, 而是 append 数据时, 该函数如果发现超出了 cap 限度主动帮咱们扩的。

应用 append 向 slice 追加元素时，如果 slice 空间有余，则会触发 slice 扩容，扩容实际上是调配一块更大的内存，将原 slice 的数据拷贝进新 slice，而后返回新 slice，扩容后再将数据追加进去。

例如，当向一个容量为 5 且长度也为 5 的切片再次追加 1 个元素时，就会产生扩容，如下图所示。(示例起源:Go 专家编程)

扩容操作只关怀容量，会把原 slice 的数据拷贝至新 slice 中，追加数据由 append 在扩容后实现。由上图可见，扩容后新 slice 的长度依然是 5，但容量由 5 提到了 10，原 slice 的数据也都拷贝到了新的 slice 指向的数组中。

扩容容量的抉择遵循以下根本规定

如果原 slice 的容量小于 1024，则新 slice 的容量将扩充为原来的 2 倍；
如果原 slice 的容量大于 1024，则新的 slice 的容量将扩充为原来的 1.25 倍；

5. Go 切片，Python 切片，都是切片，有什么不同？

Go 有切片 slice 类型，Python 有列表和元组，这两种语言都有切片操作。然而它们的切片操作是齐全不同的。

最大的不同就是

Python 的切片产生的是新的对象，对新对象的成员的操作不影响旧对象；
Go 的切片产生的是旧对象一部分的援用，对其成员的操作会影响旧对象；

究其原因还是底层实现不同

Go 的切片，底层是一个三元组。指针指向一块间断的内存，长度是已有成员数，容量是最大成员数。切片时，个别并不会申请新的内存，而是对原指针进行挪动，而后和新的长度、容量组成一个切片类型值返回。也就是说，Go 的切片操作通常会和生成该切片的切片或数组共享内存。
Python 的切片，其实就是指针数组。对它进行切片，会创立新的数组。在 Python 的切片中，并没有容量的概念。

这其实也体现了脚本语言和编译语言的不同。尽管两个语言都有相似的切片操作；然而 Python 次要指标是不便；Go 次要指标却是疾速。

在应用中，Go 切片和 Python 切片也有很多不同

首先，Go 的切片，其成员是雷同类型的，Python 的列表则不限度类型。
两种语言都有 [a:b] 这种切片操作，意义也相似，然而 Go 的 a、b 两个参数不能是正数，Python 能够是正数，此时就相当于从开端往前数。
两种语言都有 [a:b:c] 这种切片操作，意义却是齐全不同的。Go 中的 c 示意的是容量；而 Python 的 c 示意的是步长。

6. 切片陷阱

无奈做比拟

和数组不同的是，slice 无奈做比拟，因而不能用 == 来测试两个 slice 是否领有雷同的元素。规范库外面提供了高度优化的函数 bytes.Equal 来比拟两个字节 slice。然而对于其它类型的 slice，就必须要本人写函数来比拟。

slice 惟一容许的比拟操作是和 nil 进行比拟，例如

   if slice == nil {/*...*/}

空切片和 nil 切片

空切片和 nil 切片是不同的。
- nil 切片中，切片的指针指向的是空地址，其长度和容量都为零。nil 切片和 nil 相等。
- 空切片，切片的指针指向了一个地址，但其长度和容量也为 0，和 nil 不相等，通常用来示意一个空的汇合。

    var s []int                // s == nil
    var s = nil                // s == nil
    var s = []int{nil}            // s == nil
    var s = []int{}             // s != nil
    s := make([]int,0)          // s != nil

应用 range 进行切片迭代

当应用 range 进行切片迭代时，range 创立了每个元素的正本，而不是间接返回对该元素的援用。如果应用该值变量的地址作为每个元素的指针，就会造成谬误。

   func main() {a := []int{1, 2, 3, 4, 5}

       for i, v := range a {
           fmt.Printf("Value: %d, v-addr: %X, Elem-addr: %X\n",
               v, &v, &a[i])
       }
   }

   # output
   Value: 1, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC030
   Value: 2, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC038
   Value: 3, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC040
   Value: 4, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC048
   Value: 5, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC050

从后果中能够看出，应用 range 进行迭代时，v 的地址是始终不变的，它并不是切片中每个变量的理论地址。而是在应用 range 进行遍历时，将切片中每个元素都复制到了同一个变量 v 中。如果谬误的将 v 的地址当作切边元素的地址，将会引发谬误。

切片扩容引发的问题

正因为有扩容机制。所以咱们无奈保障原始的 slice 和用 append 后的后果 slice 指向同一个底层数组，也无奈证实它们就指向不同的底层数组。同样，咱们也无奈假如旧 slice 上对元素的操作会或者不会影响新的 slice 元素。所以，通常咱们将 append 的调用后果再次赋给传入 append 的 slice。

内置 append 函数在向切片追加元素时，如果切片存储容量不足以存储新元素，则会把以后切片扩容并产生一个新的切片。

append 函数每次追加元素都有可能触发切片扩容，即有可能返回一个新的切片，这正是 append 函数申明中返回值为切片的起因，应用时应该总是接管该返回值。

倡议

应用 append 函数时，谨记 append 可能会产生新的切片，并审慎的解决返回值。
append 函数误用

应用 append 函数时，须要思考 append 返回的切片是否跟原切片共享底层的数组。上面这段程序片段，来看看函数返回的后果。

   // 示例起源:Go 专家编程
   func AppendDemo() {x := make([]int, 0, 10)
       x = append(x, 1, 2, 3)
       y := append(x, 4)
       z := append(x, 5)
       fmt.Println(x)
       fmt.Println(y)
       fmt.Println(z)
   }

   //output
   [1 2 3]
   [1 2 3 5]
   [1 2 3 5]

题目首先创立了一个长度为 0，容量为 10 的切片 x，而后向切片 x 追加了 1，2，3 三个元素。其底层的数组构造如下图所示

创立切片 y 为切片 x 追加一个元素 4 后，底层数组构造如下图所示

须要留神的是切片 x 依然没有变动，切片 x 中记录的长度仍为 3。持续向 x 追加元素 5 后，底层数组构造如下图所示

至此，答案曾经十分明确了。当向 x 持续追加元素 5 后，切片 y 的最初一个元素被笼罩掉了。

此时切片 x 依然为[1 2 3]，而切片 y 和 z 则为[1 2 3 5]。

倡议

个别状况下，应用 append 函数追加新的元素时，都会用原切片变量接管返回值来取得更新

   a = append(a, elems...)

函数传参

Go 语言中将切片作为函数参数传递会有什么神奇的景象，一起来看看上面这个示例。

   package main

   import "fmt"

   func main(){a := []int{1, 2, 3}               // 长度为 3，容量为 3
       b := make([]int, 1, 10)         // 长度为 1，容量为 10
       test(a,b)
          fmt.Println("main a =", a)
       fmt.Println("main b =", b)
   }

   func test(a,b []int){a = append(a, 4)                // 引发扩容，此时返回的 a 是一个新的切片
       b = append(b, 2)                // 没有引发扩容，依然是原切片
       a[0] = 3                        // 扭转 a 切片元素
       b[0] = 3                        // 扭转 b 切片元素
       fmt.Println("test a =", a)        // 打印函数内的 a 切片
       fmt.Println("test b =", b)        // 打印函数内的 b 切片
   }

   //output
   test a = [3 2 3 4]
   test b = [3 2]
   main a = [1 2 3]
   main b = [3]

首先，咱们创立了两个切片，a 切片长度和容量均为 3，b 切片长度为 1，容量为 10。将 a 切片和 b 切片作为函数参数传入 test 函数中。

在 test 函数中，对 a 切片和 b 切片做了如下两点改变

别离应用 append 函数在 a 切片和 b 切片中追加一个元素
别离对 a 切片和 b 切片的第一个元素做了批改

别离在主函数中和 test 函数中输入两个切片，会发现在主函数中和 test 函数中两个切片如同改了，又如同没改，上面咱们就来剖析一下。

实践剖析

当咱们将一个切片作为函数参数传递给函数的时候，采纳的是值传递，因而咱们传递给函数的参数其实是下面这个切片三元组的值拷贝。当咱们对切片构造中的指针进行值拷贝的时候，失去的指针还是指向了同一个底层数组。因而咱们通过指针对底层数组的值进行批改，从而批改了切片的值。

然而，当咱们以值传递的形式传递下面的构造体的时候，同时也是传递了 len 和cap的值拷贝，因为这两个成员并不是指针，因而，当咱们从函数返回的时候，外层切片构造体的 len 和cap这两个成员并没有扭转。

所以当咱们传递切片给函数的时候，并且在被调函数中通过 append 操作向切片中减少了值，然而当函数返回的时候，咱们看到的切片的值还是没有发生变化，其实底层数组的值是曾经扭转了的（如果没有触发扩容的话），然而因为长度 len 没有产生扭转，所以咱们看到的切片的值也没有产生扭转。

题目再剖析

有了后面的实践根底，咱们再来剖析一下 a，b 切片的返回后果。

a 切片作为参数传至 test 函数中，在 test 中向 a 切片追加一个元素后，此时触发扩容机制，返回的切片曾经不再是原切片，而是一个新的切片。后续对 a 切片中的第一个元素进行批改也是对新切片进行批改，对老切片不会产生任何影响。

所以，最终在主函数中 a 切片依然为[1 2 3]，而在 test 函数中 a 切片变成了[3 2 3 4]。
b 切片作为参数传至 test 函数中，在 test 中向 b 切片追加一个元素后，不会触发扩容机制，返回的依然是原切片，所以在后续对 b 切片的批改都是在原切片中进行的批改。故在 test 函数中 b 切片为[3 2]。然而在主函数中确为[3]，能够看出在 test 中对切片进行批改的确反馈到主函数中了，然而因为其 len 和 cap 没有扭转，len 仍为 1，所以最终就只输入切片中的第一个元素[3]，但其底层数组的值其实曾经扭转了。

关于go:Go题库1Golang里的数组和切片有了解过吗

答案 1：（溪尾）

答案 2：（行飞子）

答案 3：（栾龙生）