【Golang之路】——slice总结

简介: 【Golang之路】——slice总结

引言


Go中的切片(slice)数据结构对比java来说,还是一个稍微新的概念,但是数组对于我们来说确实一个非常熟悉的数据结构,但是由于slice在go编程中使用的非常频繁,所以今天我们来详细的总结一下这个数据结构。


slice是什么


切片和数组一样,也是可以容纳若干类型相同的元素的容器。我们来看下,go语言中slice中的定义:



ad1c31e88306b52bd3d89f5061bc60a1.png

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 , 是对数组的一个连续片段的引用

切片的底层结构是一个结构体,对应有三个参数

e8208119726f4b1daf58d4803e1091fa.png


array:是一个 unsafe.Pointer 指针,指向一个具体的底层数组


Len:切片的长度


Cap:切片的容量


从上面的图中,我们看到切片的底层也是依赖数组进行数据存储,那么切片和数组🈶有什么不同呢?


切换与数组的不同


1、数组是值传递,而切片是引用传递


在go语言中,数组的传递是通过值拷贝的方式,传递切片是通过引用的方式,这里说的引用,指的是 切片数据结构中 array 字段,其余字段默认是值传递。


2、数组的长度固定


数组是相同类型的,一组内存空间连续的数据,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,而切片的长度是可以自动扩容的。


3、切片是一个结构体,包含三个属性


切片是引用类型,长度不固定,可扩展,在日常编码中使用的非常频繁。


切片的创建方式


1、使用var 创建一个空切片


var s []string


2、使用make创建一个指定长度和容量的切片


ints := make([]int,4, 8)


当我们使用make方恨少创建的时候,系统会自动给指定的容量赋值零值

for _, i := range ints {
    fmt.Printf("%v", i)
  }
结果:0000

这里需要我们注意,当我们遍历切片的时候,是 切片的长度len,而不是切片的容量cap。

3、使用数组赋值的方式创建切片

  var num =[...]int{1,2,3,4,5,6,7,8}
  myslice:=num[4:6]
  fmt.Printf("长度:%d;容量:%d \n",len(myslice),cap(myslice))
  myslice = myslice[:cap(myslice)]
    fmt.Printf("新长度:%d;新容量:%d \n",len(myslice),cap(myslice))
  v:=myslice[3]
  fmt.Printf("值:%d",v)
结果:
长度:2;容量:4 
新长度:4;新容量:4 
值:8

8d4c99d734674369b3d04363d010c803.png


从上面的结果中我们,可能存在下面几个问题:


1、容量为什么是4?


上述代码 arr[4:6] 指的是将数组的下标为 4 开始的位置,下标为 6 的为结束位置,这里是不包含 6 自己的


根据 GO 中切片的原理,用数组复制给到切片的时候,若复制的数组元素后面还有内容的话,则后面的内容都作为切片的预留内存


即得到上述的结果,len == 2, cap == 4


不过这里还是要注意,切片元素对应的地址,还是这个数组元素对应的地址,使用的时候需要小心。


2、当我们重新定义一个新的切片的时候,为什么是8?


这是因为我们  myslice = myslice[:cap(myslice)],重新生成一个新的数组的时候,结构如下:


6cd2eebd081f40aa89e9616c60119906.png

slice扩容原理


myslice:=make([]int,4,4)
fmt.Printf("长度:%d;容量:%d \n",len(myslice),cap(myslice))
myslice = append(myslice,1)
fmt.Printf("新长度:%d;新容量:%d \n",len(myslice),cap(myslice))
结果:
长度:4;容量:4 
新长度:5;新容量:8 


从上面的结果中,可以直观的感受到,当我们想切片中增加给元素的时候,切片的容量从原理的4扩容到8.


我们来看看切片扩容的规则是这样的:


如果原来的切片容量小于 1024

那么新的切片容量就会扩展成原来的 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展成为原来的 1.25 倍


我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,大致分为如下 2 种情况:


1、添加的元素,加入到切片中,若原切片容量够

       那么就直接添加元素,且切片的 len ++ ,此处的添加可不是直接赋值,可是使用 append 函数的方式。


2、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


空切片和nil切片

func main(){
   // 是一个空对象
   var mys1 []int
   // 是一个对象,对象里面是一个切片,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))
}
结果:
null
[]

原因是这样的:


mys1 是一个空对象

mys2 不是一个空对象,是一个正常的对象,但是对象里面的为空


总结


切片在go语言的日常编程中使用的非常频繁,如果我们能理解切片的一些底层原理和正确的使用方式,可以提高我们程序的运行效率。

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