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

指的是切片的长度

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

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 ==  2cap ==  400

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 == 0x12004110len ==  4cap ==  43 6 7 8new_ptr == 0x12004110new_len ==  5new_cap ==  83 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

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