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Go語言中的Slice學(xué)習(xí)總結(jié)

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概念

Slice切片是對底層數(shù)組Array的封裝,在內(nèi)存中的存儲本質(zhì)就是數(shù)組,體現(xiàn)為連續(xù)的內(nèi)存塊,Go語言中的數(shù)組定義之后,長度就已經(jīng)固定了,在使用過程中并不能改變其長度,而Slice就可以看做一個(gè)長度可變的數(shù)組進(jìn)行使用,最為關(guān)鍵的,是數(shù)組在使用的過程中都是值傳遞,將一個(gè)數(shù)組賦值給一個(gè)新變量或作為方法參數(shù)傳遞時(shí),是將源數(shù)組在內(nèi)存中完全復(fù)制了一份,而不是引用源數(shù)組在內(nèi)存中的地址,為了滿足內(nèi)存空間的復(fù)用和數(shù)組元素的值的一致性的應(yīng)用需求,Slice出現(xiàn)了,每個(gè)Slice都是都源數(shù)組在內(nèi)存中的地址的一個(gè)引用,源數(shù)組可以衍生出多個(gè)Slice,Slice也可以繼續(xù)衍生Slice,而內(nèi)存中,始終只有源數(shù)組,當(dāng)然,也有例外,后邊再說。

用法

1.Slice的定義

Slice可以通過兩種方式定義,一種是從源數(shù)組中衍生,一種是通過make函數(shù)定義,本質(zhì)上來說都一樣,都是在內(nèi)存中通過數(shù)組的初始化的方式開辟一塊內(nèi)存,將其劃分為若干個(gè)小塊用來存儲數(shù)組元素,然后Slice就去引用整個(gè)或者局部數(shù)組元素。
直接初始化一個(gè)Slice:

復(fù)制代碼 代碼如下:

 s := []int{1, 2, 3}

注意,這與初始化數(shù)組有一點(diǎn)點(diǎn)區(qū)別,有的同學(xué)認(rèn)為這個(gè)寫法是定義和初始化一個(gè)數(shù)組,事實(shí)上這個(gè)寫法是現(xiàn)在內(nèi)存中構(gòu)建一個(gè)包括有3個(gè)元素的數(shù)組,然后將這個(gè)數(shù)組的應(yīng)用賦值給s這個(gè)Slice,通過以下數(shù)組的定義進(jìn)行區(qū)別:

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := [3]int{1, 2, 3}
 b := [...]int{1, 2, 3}
 c := []int{1, 2, 3}
 fmt.Println(cap(a), cap(b), cap(c))
 a = append(a, 4)//Error:first argument to append must be slice; have [3]int
 b = append(b, 4)//Errot:first argument to append must be slice; have [3]int
 c = append(c, 4)//正常,說明變量c是Slice類型

可以看出,強(qiáng)調(diào)了數(shù)組定義的規(guī)則:長度和類型必須指定,若是根據(jù)實(shí)際元素個(gè)數(shù)自動(dòng)計(jì)算數(shù)組長度,需要使用[...]定義,而不能只使用[]。

從數(shù)組中切片構(gòu)建Slice:

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
 s := a[2:8]
 fmt.Println(s) //輸出:[3 4 5 6 7 8]

定義一個(gè)數(shù)組a,截取下標(biāo)為2到8之間部分(包括2不包括8),構(gòu)建一個(gè)Slice。

通過make函數(shù)定義:

復(fù)制代碼 代碼如下:

 s := make([]int, 10, 20)
 fmt.Println(s) //輸出:[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

make函數(shù)第一個(gè)參數(shù)表示構(gòu)建的數(shù)組的類型,第二個(gè)參數(shù)為數(shù)組的長度,第三個(gè)參數(shù)可選,是slice的容量,默認(rèn)為第二個(gè)參數(shù)值。

2.Slice的長度和容量

Slice有兩個(gè)比較混淆的概念,就是長度和容量,何謂長度?這個(gè)長度跟數(shù)組的長度是一個(gè)概念,即在內(nèi)存中進(jìn)行了初始化實(shí)際存在的元素的個(gè)數(shù)。何謂容量?如果通過make函數(shù)創(chuàng)建Slice的時(shí)候指定了容量參數(shù),那內(nèi)存管理器會根據(jù)指定的容量的值先劃分一塊內(nèi)存空間,然后才在其中存放有數(shù)組元素,多余部分處于空閑狀態(tài),在Slice上追加元素的時(shí)候,首先會放到這塊空閑的內(nèi)存中,如果添加的參數(shù)個(gè)數(shù)超過了容量值,內(nèi)存管理器會重新劃分一塊容量值為原容量值*2大小的內(nèi)存空間,依次類推。這個(gè)機(jī)制的好處在能夠提升運(yùn)算性能,因?yàn)閮?nèi)存的重新劃分會降低性能。

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
 s := a[0:]
 s = append(s, 11, 22, 33)
 sa := a[2:7]
 sb := sa[3:5]
 fmt.Println(a, len(a), cap(a))    //輸出:[1 2 3 4 5 6 7 8 9 0] 10 10
 fmt.Println(s, len(s), cap(s))    //輸出:[1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 11 22 33] 13 20
 fmt.Println(sa, len(sa), cap(sa)) //輸出:[3 4 5 6 7] 5 8
 fmt.Println(sb, len(sb), cap(sb)) //輸出:[6 7] 2 5

可以看出,數(shù)組的len和cap是永遠(yuǎn)相等的,并且是在定義的時(shí)候就已經(jīng)指定的,不能改變。切片s引用這個(gè)數(shù)組的全部元素,初始長度和容量都為10,繼續(xù)追加3個(gè)元素后,其長度變?yōu)?3容量為20,。切片sa截取下標(biāo)2到7的數(shù)組片段,長度為5,容量為8,這個(gè)容量的改變規(guī)則為原容量值減掉起始下標(biāo),此時(shí)若追加元素,會覆蓋掉原內(nèi)存地址中存在的值。切片sb截取切片sa下標(biāo)3到5的數(shù)組片段,注意,這里的下標(biāo)指的是sa的下標(biāo),不是源數(shù)組的下標(biāo),長度為2,容量為8-3=5。

3.Slice是引用類型

上邊已經(jīng)提到過,Slice是對源數(shù)組的一個(gè)引用,改變Slice中的元素的值,實(shí)質(zhì)上就是改變源數(shù)組的元素的值。

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
 sa := a[2:7]
 sa = append(sa, 100)
 sb := sa[3:8]
 sb[0] = 99
 fmt.Println(a)  //輸出:[1 2 3 4 5 99 7 100 9 0]
 fmt.Println(sa) //輸出:[3 4 5 99 7 100]
 fmt.Println(sb) //輸出:[99 7 100 9 0]

可以看到,不管是append操作,還是賦值操作,都影響了源數(shù)組或者其他引用同一數(shù)組的Slice的元素。Slice進(jìn)行數(shù)組引用的時(shí)候,其實(shí)是將指針指向了內(nèi)存中具體元素的地址,如數(shù)組的內(nèi)存地址,事實(shí)上是數(shù)組中第一個(gè)元素的內(nèi)存地址,Slice也是如此。

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0}
 sa := a[2:7]
 sb := sa[3:8]
 fmt.Printf("%p\n", sa)   //輸出:0xc084004290
 fmt.Println(a[2], sa[0])      //輸出:0xc084004290 0xc084004290
 fmt.Printf("%p\n", sb)   //輸出:0xc0840042a8
 fmt.Println(a[5], sb[0])      //輸出:0xc0840042a8 0xc0840042a8

4.Slice引用傳遞發(fā)生“意外”

上邊我們一直在說,Slice是引用類型,指向的都是內(nèi)存中的同一塊內(nèi)存,不過在實(shí)際應(yīng)用中,有的時(shí)候卻會發(fā)生“意外”,這種情況只有在像切片append元素的時(shí)候出現(xiàn),Slice的處理機(jī)制是這樣的,當(dāng)Slice的容量還有空閑的時(shí)候,append進(jìn)來的元素會直接使用空閑的容量空間,但是一旦append進(jìn)來的元素個(gè)數(shù)超過了原來指定容量值的時(shí)候,內(nèi)存管理器就是重新開辟一個(gè)更大的內(nèi)存空間,用于存儲多出來的元素,并且會將原來的元素復(fù)制一份,放到這塊新開辟的內(nèi)存空間。

復(fù)制代碼 代碼如下:

 a := []int{1, 2, 3, 4}
 sa := a[1:3]
 fmt.Printf("%p\n", sa) //輸出:0xc0840046e0
 sa = append(sa, 11, 22, 33)
 fmt.Printf("%p\n", sa) //輸出:0xc084003200

可以看到執(zhí)行了append操作后,內(nèi)存地址發(fā)生了變化,說明已經(jīng)不是引用傳遞。

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