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GO 中 slice 的实现原理
上次咱们分享的 字符串 相干的内容咱回顾一下
- 分享了字符串具体是啥
- GO 中字符串的个性,为什么不能被批改
- 字符串 GO 源码是如何构建的,源码文件在
src/runtime/
下的string.go
- 字符串 和
[]byte
的由来和利用场景 - 字符串与
[]byte
互相转换
要是对 GO 对 字符串 的编码还有点趣味的话,欢送查看文章 GO 中 string 的实现原理
slice 是什么?
有没有感觉很相熟,上次分享的 string
类型 对应的数据结构 的前两个参数 与 切片的数据结构的前两个参数是一样的
看看 GO 的 src/runtime/
下的 slice.go
源码,咱们能够找到 slice 的数据结构
type slice struct {
array unsafe.Pointer
len int
cap int
}
// unsafe.Pointer 类型如下
// Pointer represents a pointer to an arbitrary type. There are four special operations
// available for type Pointer that are not available for other types:
// - A pointer value of any type can be converted to a Pointer.
// - A Pointer can be converted to a pointer value of any type.
// - A uintptr can be converted to a Pointer.
// - A Pointer can be converted to a uintptr.
// Pointer therefore allows a program to defeat the type system and read and write
// arbitrary memory. It should be used with extreme care.
type Pointer *ArbitraryType
切片 GO 的一种数据类型,是对数组的一个间断片段的援用
切片的底层构造是一个构造体 ,对应有 三个 参数
- array
是一个 unsafe.Pointer
指针,指向一个具体的底层数组
- len
指的是切片的长度
- cap
指的是切片的容量
有没有感觉,切片和咱们理解的数组如同是一样的,然而如同又不一样
slice 和 数组的区别是啥?
大略有如下几个区别
- 数组是复制传递的,而切片是援用传递的
在 GO 外面,传递数组,是通过拷贝的形式
传递切片是通过援用的形式,这里说的援用,指的是 切片数据结构中 array
字段,其余字段默认是值传递
- 数组是雷同类型的长度固定的序列
数组是雷同类型的,一组内存空间间断的数据,他的每一个元素的数据类型都是一样的,且数组的长度一开始就确定好了,且不能做变动
- 切片是一个构造,是一个数据对象,且对象外面有 3 个 参数
切片是援用类型,切片的长度是不固定的,可扩大的,GO 外面操作切片真的是香
当然,切片也是离不开数组的,因为他的 array
指针就是指向的一个底层数组,这个底层数组,对用户是不可见的
当应用切片的时候,数组容量不够的时候,这个底层数组会主动重新分配,生成一个新的 切片 ( 留神,这里是生成一个新的切片)
如何创立 slice
创立一个新的切片有如下几种形式:
- 应用 make 办法创立 新的切片
- 应用数组赋值的形式创立新的切片
应用 make 办法创立 新的切片
新建一个 len 为 4,cap 为 7 的切片:
func main(){mySlice := make([]int,4,7)
// 此处的遍历 长度是 len 的长度
for _,v :=range mySlice{fmt.Printf("%v",v)
}
}
上述代码运行后果为
0000
为什么不是 7 个 0,而是 4 个
这里要留神了:
此处遍历遍历切片的长度是 切片的 len
值,而不是切片的容量 cap
值
应用数组赋值的形式创立新的切片
- 创立一个 长度 为 8,数据类型为
int
的数组 - 数组的第 5 个元素和第 6 个元素复制给到新的切片
func main(){arr := [8]int{}
mySlice := arr[4:6]
fmt.Println("len ==", len(mySlice))
fmt.Println("cap ==", cap(mySlice))
// 此处的遍历 长度是 len 的长度
for _,v :=range mySlice{fmt.Printf("%v",v)
}
}
上述代码运行后果为
len == 2
cap == 4
00
依据代码执行状况,打印出 00
,大家应该不会感觉奇怪
可是为什么 cap 等于 4?
起因如下:
数组的索引是从 0 开始的
上述代码 arr[4:6]
指的是将数组的下标为 4 开始的地位,下标为 6 的为完结地位,这里是不蕴含 6 本人的
依据 GO 中切片的原理,用数组复制给到切片的时候,若复制的数组元素前面还有内容的话,则前面的内容都作为切片的预留内存
即失去上述的后果,len == 2,cap == 4
不过这里还是要留神,切片元素对应的地址,还是这个数组元素对应的地址,应用的时候须要小心
slice 扩容原理是什么?
咱们就来模仿一下
- 新建一个 长度为 4,容量为 4 的切片
- 向切片中增加一个元素
- 打印最终切片的详细情况
func main(){mySlice := make([]int,4,4)
mySlice[0] = 3
mySlice[1] = 6
mySlice[2] = 7
mySlice[3] = 8
fmt.Printf("ptr == %p\n", &mySlice)
fmt.Println("len ==", len(mySlice))
fmt.Println("cap ==", cap(mySlice))
// 此处的遍历 长度是 len 的长度
for _,v :=range mySlice{fmt.Printf("%v",v)
}
fmt.Println("")
mySlice = append(mySlice,5)
fmt.Printf("new_ptr == %p\n", &mySlice)
fmt.Println("new_len ==", len(mySlice))
fmt.Println("new_cap ==", cap(mySlice))
// 此处的遍历 长度是 len 的长度
for _,v :=range mySlice{fmt.Printf("%v",v)
}
}
运行上述代码,有如下成果:
ptr == 0x12004110
len == 4
cap == 4
3 6 7 8
new_ptr == 0x12004110
new_len == 5
new_cap == 8
3 6 7 8 5
依据案例,置信大家或多或少心里有点感觉了吧
向一个容量为 4 且长度为 4 的切片增加元素,咱们发现切片的容量变成了 8
咱们来看看切片扩容的规定是这样的:
- 如果原来的切片容量小于 1024
那么新的切片容量就会扩大成原来的 2 倍
- 如果原切片容量大于等于 1024
那么新的切片容量就会扩大成为原来的1.25 倍
咱们再来梳理一下上述扩容原理的步骤是咋弄的
上述切片扩容,大抵分为如下 2 种状况:
- 增加的元素,退出到切片中,若原切片容量够
那么就间接增加元素,且切片的 len ++,此处的增加可不是间接赋值,可是应用 append 函数的形式,例如
func main(){mys := make([]int,3,5)
fmt.Println("len ==", len(mys))
fmt.Println("cap ==", cap(mys))
mys[0] = 1
mys[1] = 1
mys[2] = 1
// mys[3] = 2 会程序解体
mys = append(mys,2)
fmt.Println("len ==", len(mys))
fmt.Println("cap ==", cap(mys))
for _,v :=range mys{fmt.Printf("%v",v)
}
}
- 若原切片容量不够,则先将切片扩容,再将原切片数据追加到新的切片中
简略说一下空切片和 nil 切片
平时咱们在应用 JSON 序列化的时候,明明切片为空
为什么有的 JSON 输入是[] , 有的 JSON 输入是 null
咱们来看看这个例子
func main(){
// 是一个空对象
var mys1 []int
// 是一个对象,对象外面是一个切片,这个切片没有元素
var mys2 = []int{}
json1, _ := json.Marshal(mys1)
json2, _ := json.Marshal(mys2)
fmt.Println(string(json1))
fmt.Println(string(json2))
}
运行后果为
null
[]
起因是这样的:
- mys1 是一个空对象
- mys2 不是一个空对象,是一个失常的对象,然而对象外面的为空
总结
- 分享了切片是什么
- 切片和数组的区别
- 切片的数据结构
- 切片的扩容原理
- 空切片 和 nil 切片的区别
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好了,本次就到这里,下一次 GO 中 map 的实现原理分享
技术是凋谢的,咱们的心态,更应是凋谢的。拥抱变动,背阴而生,致力向前行。
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