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关于go:golang中的切片

jiezi

索引：https://waterflow.link/articles/1666277946416

在 go 中切片的底层是数组，所以切片的数据间断存储在数组的数据结构中。如果底层的数组满了，切片还须要增加元素的话，底层数组就须要扩容。如果底层数组简直为空时，就会缩容。

在切片外部其蕴含一个指向底部数组的指针、切片的长度、切片的容量。长度是指切片蕴含的元素树，容量底层数组中的元素数。

咱们先看个例子：

s := make([]int, 2, 4)

咱们初始化一个长度为 2，容量为 4 的切片。长度是必选的，容量可选。当不指定容量时，容量和长度雷同，也就是底层数组的长度。

因为长度为 2，所以 go 只初始化了 2 个元素。咱们能够打印下看下后果：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    fmt.Printf("s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d\n",
        s, len(s), cap(s))
}
go run 4.go
s：[0 0]，len(s)：2，cap(s)：4

上面咱们把 s[1]设置为 1，所以 s 的第二个元素会被更新为 1，s 的长度和容量不会变动

咱们看下执行后果：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    fmt.Printf("s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d\n",
        s, len(s), cap(s))
}
go run 4.go
s：[0 1]，len(s)：2，cap(s)：4

然而当咱们设置 s[2] = 1 时会报错，像上面这样：

go run 4.go
panic: runtime error: index out of range [2] with length 2

然而咱们的容量是 4，也就是底层数组还有 2 个闲暇元素。那咱们该如何给剩下的元素赋值呢？

咱们能够应用 go 的内置函数 append，他能够将元素追加到切片的开端。它能够追加一个元素到切片开端：

s = append(s, 1)

也能够追加多个元素到切片开端：

s = append(s, 1, 2)
s = append(s, []int{1, 2}...)

还有一种比拟非凡的状况，将字符串追加到字节切片开端：

s = append([]byte("hello"), "world"...)

当初咱们执行 append(s, 2)，将元素 2 追加到 s[1] 前面，咱们会失去上面的后果

切片的长度变成了 3，容量还是 4:

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    fmt.Printf("s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d\n",
        s, len(s), cap(s))
}
go run 4.go
s：[0 1 2]，len(s)：3，cap(s)：4

当初咱们如果间接增加 3 个元素进去，像上面这样：

s = append(s, 1, 2, 3)

咱们会失去上面的后果：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    s = append(s, 1, 2, 3)
    fmt.Printf("s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d\n",
        s, len(s), cap(s))
}
go run 4.go
s：[0 1 2 1 2 3]，len(s)：6，cap(s)：8

咱们发现当初元素的长度变成了 6 个，这个很好了解，因为咱们总共增加了 6 个元素。然而切片的容量为什么会是 8 呢？

这是因为当咱们增加第 5 个元素时，发现曾经超过切片的容量了。这个时候会触发扩容，会将容量加倍，而后复制所有元素创立另一个数组。而后会把剩下的 2 和 3 插进去。

扩容机制：如果不到 1024 个元素，会成倍扩容；超过 1024 个元素，按 25% 扩容

切片中还提供了一种半开区间的赋值形式，保留第一个索引，排除第二个索引，像上面这样：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    s = append(s, 1, 2, 3)
    fmt.Printf("s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d\n",
        s, len(s), cap(s))
    s2 := s[1:2] // 这里从新赋值给 s2
    fmt.Printf("s2：%v，len(s2)：%d，cap(s2)：%d\n",
        s2, len(s2), cap(s2))
}
go run 4.go
s：[0 1 2 1 2 3]，len(s)：6，cap(s)：8
s2：[1]，len(s2)：1，cap(s2)：7

切片 s 和 s2 此时是援用同一个底层数组的，然而因为 s2 是从 1 开始，所以容量变成了 7

这时如果咱们批改了 s2[0]或者 s[1]，实际上他们指向的是底层数组的同一个元素。所以 s2[0]或者 s[1]都会被批改掉。

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    s = append(s, 1, 2, 3)
    s2 := s[1:2]
    s2[0] = 8 // 这里
    fmt.Printf("批改俩切片指向的同一个元素：s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d)----s2：%v，len(s2)：%d，cap(s2)：%d\n",
        s, len(s), cap(s), s2, len(s2), cap(s2))
}
go run 4.go
批改俩切片指向的同一个元素：s：[0 8 2 1 2 3]，len(s)：6，cap(s)：8)----s2：[8]，len(s2)：1，cap(s2)：7

接着咱们持续往 s2 中插入一个元素，看看会产生什么：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    s = append(s, 1, 2, 3)
    s2 := s[1:2]
    s2[0] = 8
    // 插入元素 6
    s2 = append(s2, 6)
    fmt.Printf("往 s2 插入一个元素：s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d----s2：%v，len(s2)：%d，cap(s2)：%d\n",
        s, len(s), cap(s), s2, len(s2), cap(s2))
}
go run 4.go
往 s2 插入一个元素：s：[0 8 6 1 2 3]，len(s)：6，cap(s)：8----s2：[8 6]，len(s2)：2，cap(s2)：7

咱们能够看到 s2[1]的元素写进去了，长度变为 2。然而 s2 的长度并没有变动，s2[2]的元素却被批改为了 6。这是因为往 s2 插入元素时并没有超过 s2 的容量，所以还是共用同一个底层数组。

那当初咱们持续往 s2 中增加 6 个元素，看看超出容量后的底层数组会是什么样的：

package main

import "fmt"

func main() {s := make([]int, 2, 4)
    s[1] = 1
    s = append(s, 2)
    s = append(s, 1, 2, 3)
    s2 := s[1:2]
    s2[0] = 8
    s2 = append(s2, 6)
    // 持续插入 6 个元素
    s2 = append(s2, 7)
    s2 = append(s2, 8)
    s2 = append(s2, 9)
    s2 = append(s2, 10)
    s2 = append(s2, 11)
    s2 = append(s2, 12)
    fmt.Printf("持续往 s2 插入 6 个元素：s：%v，len(s)：%d，cap(s)：%d----s2：%v，len(s2)：%d，cap(s2)：%d\n",
        s, len(s), cap(s), s2, len(s2), cap(s2))
}
go run 4.go
持续往 s2 插入 6 个元素：s：[0 8 6 7 8 9]，len(s)：6，cap(s)：8----s2：[8 6 7 8 9 10 11 12]，len(s2)：8，cap(s2)：14

咱们来剖析下下面的例子：

  1. 当咱们往 s2 插入 7 的时候，此时 s2 的长度变为 3，容量还是 7。s[3]对应也被批改。
  2. 当咱们往 s2 插入 8 的时候，此时 s2 的长度变为 4，容量还是 7。s[4]对应也被批改。
  3. 当咱们往 s2 插入 9 的时候，此时 s2 的长度变为 5，容量还是 7。s[5]对应也被批改。
  4. 当咱们往 s2 插入 10 的时候，此时 s2 的长度变为 6，容量还是 7。s[6]对应也被批改。
  5. 当咱们往 s2 插入 11 的时候，此时 s2 的长度变为 7，容量还是 7。因为 s 切片长度为 6，所以没有变动。
  6. 当咱们往 s2 插入 12 的时候，此时 s2 超过 s2 的容量引发扩容，底层数组被复制，s2 指向一个新的容量为 14 的数组。因为 s 长度小于容量，所以还是指向原来的数组。

咱们能够通过上面的图片，减少更清晰的意识。

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