Go切片数组深度解析

Go 中的分片数组，实际上有点类似于Java中的ArrayList,是一个可以扩展的数组，但是Go中的切片由比较灵活，它和数组很像，也是基于数组，所以在了解Go切片前我们先了解下数组。

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数组简单描述就由相同类型元素组成的数据结构, 在创建初期就确定了长度，是不可变的。

但是Go的数组类型又和C与Java的数组类型不一样， NewArray 用于创建一个数组，从源码中可以看出最后返回的是 Array{}的指针，并不是第一个元素的指针，在Go中数组属于值类型，在进行传递时，采取的是值传递，通过拷贝整个数组。Go语言的数组是一种有序的struct。

Go 语言的数组有两种不同的创建方式，一种是显示的初始化，一种是隐式的初始化。

注意一定是使用 [...]T 进行创建，使用三个点的隐式创建，编译器会对数组的大小进行推导，只是Go提供的一种语法糖。

其次，Go中数组的类型，是由数值类型和长度两个一起确定的。[2]int 和 [3]int 不是同一个类型，不能进行传参和比较，把数组理解为类型和长度两个属性的结构体，其实就一目了然了。

Go中的数组属于值类型，通常应该存储于栈中，局部变量依然会根据逃逸分析确定存储栈还是堆中。

编译器对数组函数中做两种不同的优化：

在静态区完成赋值后复制到栈中。

总结起来，在不考虑逃逸分析的情况下，如果数组中元素的个数小于或者等于 4 个，那么所有的变量会直接在栈上初始化，如果数组元素大于 4 个，变量就会在静态存储区初始化然后拷贝到栈上。

由于数组是值类型，那么赋值和函数传参操作都会复制整个数组数据。

不管是赋值或函数传参，地址都不一致，发生了拷贝。如果数组的数据较大，则会消耗掉大量内存。那么为了减少拷贝我们可以主动的传递指针呀。

地址是一样的，不过传指针会有一个弊端，从打印结果可以看到，指针地址都是同一个，万一原数组的指针指向更改了，那么函数里面的指针指向都会跟着更改。

同样的我们将数组转换为切片，通过传递切片，地址是不一样的，数组值相同。

切片是引用传递，所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率。

所以，切片属于引用类型。

通过这种方式可以将数组转换为切片。

中间不加三个点就是切片,使用这种方式创建切片，实际上是先创建数组，然后再通过第一种方式创建。

使用make创建切片，就不光编译期了，make创建切片会涉及到运行期。1. 切片的大小和容量是否足够小；

切片是否发生了逃逸，最终在堆上初始化。如果切片小的话会先在栈或静态区进行创建。

切片有一个数组的指针，len是指切片的长度, cap指的是切片的容量。

cap是在初始化切片是生成的容量。

发现切片的结构体是数组的地址指针array unsafe.Pointer，而Go中数组的地址代表数组结构体的地址。

slice 中得到一块内存地址，array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。

也可以通过地址构造切片

nil切片：指的unsafe.Pointer 为nil

空切片：

创建的指针不为空，len和cap为空

当一个切片的容量满了，就需要扩容了。怎么扩，策略是什么？

如果原来数组切片的容量已经达到了最大值，再想扩容， Go 默认会先开一片内存区域，把原来的值拷贝过来，然后再执行 append() 操作。这种情况对现数组的地址和原数组地址不相同。

从上面结果我们可以看到，如果用 range 的方式去遍历一个切片，拿到的 Value 其实是切片里面的值拷贝,即浅拷贝。所以每次打印 Value 的地址都不变。

由于 Value 是值拷贝的，并非引用传递，所以直接改 Value 是达不到更改原切片值的目的的，需要通过 slice[index] 获取真实的地址。

GoLang中的切片扩容机制

[5]int 是数组，而 []int 是切片。二者看起来相似，实则是根本上不同的数据结构。

切片的数据结构中，包含一个指向数组的指针 array ，当前长度 len ，以及最大容量 cap 。在使用 make([]int, len) 创建切片时，实际上还有第三个可选参数 cap ，也即 make([]int, len, cap) 。在不声明 cap 的情况下，默认 cap=len 。当切片长度没有超过容量时，对切片新增数据，不会改变 array 指针的值。

当对切片进行 append 操作，导致长度超出容量时，就会创建新的数组，这会导致和原有切片的分离。在下例中

由于 a 的长度超出了容量，所以切片 a 指向了一个增长后的新数组，而 b 仍然指向原来的老数组。所以之后对 a 进行的操作，对 b 不会产生影响。

试比较

本例中， a 的容量为6，因此在 append 后并未超出容量，所以 array 指针没有改变。因此，对 a 进行的操作，对 b 同样产生了影响。

下面看看用 a := []int{} 这种方式来创建切片会是什么情况。

可以看到，空切片的容量为0，但后面向切片中添加元素时，并不是每次切片的容量都发生了变化。这是因为，如果增大容量，也即需要创建新数组，这时还需要将原数组中的所有元素复制到新数组中，开销很大，所以GoLang设计了一套扩容机制，以减少需要创建新数组的次数。但这导致无法很直接地判断 append 时是否创建了新数组。

如果一次添加多个元素，容量又会怎样变化呢？试比较下面两个例子：

那么，是不是说，当向一个空切片中插入 2n-1 个元素时，容量就会被设置为 2n 呢？我们来试试其他的数据类型。

可以看到，根据切片对应数据类型的不同，容量增长的方式也有很大的区别。相关的源码包括： src/runtime/msize.go ， src/runtime/mksizeclasses.go 等。

我们再看看切片初始非空的情形。

可以看到，与刚刚向空切片添加5个int的情况一致，向有3个int的切片中添加2个int，容量增长为6。

需要注意的是， append 对切片扩容时，如果容量超过了一定范围，处理策略又会有所不同。可以看看下面这个例子。

具体为什么会是这样的变化过程，还需要从 源码 中寻找答案。下面是 src/runtime/slice.go 中的 growslice 函数中的核心部分。

GoLang中的切片扩容机制，与切片的数据类型、原本切片的容量、所需要的容量都有关系，比较复杂。对于常见数据类型，在元素数量较少时，大致可以认为扩容是按照翻倍进行的。但具体情况需要具体分析。

Golang 中数组（Array）和切片（Slice）的区别

Go 中数组的长度是不可改变的，而 Slice 解决的就是对不定长数组的需求。他们的区别主要有两点。

数组：

切片：

注意 1

虽然数组在初始化时也可以不指定长度，但 Go 语言会根据数组中元素个数自动设置数组长度，并且不可改变。切片通过 append 方法增加元素：

如果将 append 用在数组上，你将会收到报错：first argument to append must be slice。

注意 2

切片不只有长度（len）的概念，同时还有容量（cap）的概念。因此切片其实还有一个指定长度和容量的初始化方式：

这就初始化了一个长度为3，容量为5的切片。

此外，切片还可以从一个数组中初始化（可应用于如何将数组转换成切片）：

上述例子通过数组 a 初始化了一个切片 s。

当切片和数组作为参数在函数（func）中传递时，数组传递的是值，而切片传递的是指针。因此当传入的切片在函数中被改变时，函数外的切片也会同时改变。相同的情况，函数外的数组则不会发生任何变化。

go 高级使用

切片本身并不是动态数组或者数组指针。它内部实现的数据结构通过指针引用底层数组，设定相关属性将数据读写操作限定在指定的区域内。切片本身是一个只读对象，其工作机制类似数组指针的一种封装。

切片三要素：

指针：指向地址

长度：len

容量：cap

切片初始化，len=cap

切片是引用类型(新地址，指向原地址上的值)，最大的特点是，引用的地址上值改变，切片也会改变

另外，数组作为函数的参数，那么实际传递的参数是一份数组的拷贝，而不是数组的指针。

所以函数中对数组改变，返回后数组不会改变

1.切片vs数组

2.切片是引用传递，所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率 。

3.空切片 vs nil切片

4.切片扩容：

4.1 扩容策略

4.2扩容是生成全新的内存地址还是在原来的地址后追加？

4.2.1 slice创建方法一：【分扩容情况，是否扩容】

slice := []int{10, 20, 30, 40}

newSlice := append(slice, 50)

Go 默认会先开一片内存区域，把原来的值拷贝过来，然后再执行 append() 操作。这种情况丝毫不影响原数组。

4.2.2 切片字面量创建【新地址】

由于原数组还有容量可以扩容，所以执行 append() 操作以后，会在原数组上直接操作，所以这种情况下，扩容以后的数组还是指向原来的数组。

array := [4]int{10, 20, 30, 40}

slice := array[0:2]

newSlice := append(slice, 50)

详细参考链接

打印结果：

并非所有时候都适合用切片代替数组，因为切片底层数组可能会在堆上分配内存，而且小数组在栈上拷贝的消耗也比make 消耗小

学习链接

sync/atomic的使用

Go之 unsafe.Pointer

总结：

go语言中实现切片(slice)的三种方式

定义一个切片，然后让切片去引用一个已经创建好的数组。基本语法如下：

索引1：切片引用的起始元素位

索引2：切片只引用该元素位之前的元素

例程如下：

在该方法中，我们未指定容量cap，这里的值为5是系统定义的。

在方法一中，可以用arr数组名来操控数组中的元素，也可以通过slice切片来操控数组中的元素。切片是直接引用数组，数组是事先存在的，程序员是可见的。

通过 make 来创建切片，基本语法如下：

make函数第三个参数cap即容量是可选的，如果一定要自己注明的话，要注意保证cap≥len。

用该方法可以 指定切片的大小(len)和容量(cap)

例程如下：

由于未赋值系统默认将元素值置为0，即：

数值类型数组：    默认值为 0

字符串数组：       默认值为 ""

bool数组：           默认值为 false

在方法二中，通过make方式创建的切片对应的数组是由make底层维护，对外不可见，即只能通过slice去访问各个元素。

定义一个切片，直接就指定具体数组，使用原理类似于make的方式。

例程如下：

go语言数组，切片和字典的区别和联系

、数组　

与其他大多数语言类似，Go语言的数组也是一个元素类型相同的定长的序列。

（1）数组的创建。

数组有3种创建方式：[length]Type　、[N]Type{value1, value2, ... , valueN}、[...]Type{value1, value2, ... , valueN}　如下：

复制代码代码如下:

func test5() {

var iarray1 [5]int32

var iarray2 [5]int32 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray3 := [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

iarray5 := [...]int32{11, 12, 13, 14, 15}

iarray6 := [4][4]int32{{1}, {1, 2}, {1, 2, 3}}

fmt.Println(iarray1)

fmt.Println(iarray2)

fmt.Println(iarray3)

fmt.Println(iarray4)

fmt.Println(iarray5)

fmt.Println(iarray6)

}

结果：

[0 0 0 0 0]

[1 2 3 4 5]

[1 2 3 4 5]

[6 7 8 9 10]

[11 12 13 14 15]

[[1 0 0 0] [1 2 0 0] [1 2 3 0] [0 0 0 0]]

我们看数组 iarray1，只声明，并未赋值，Go语言帮我们自动赋值为0。再看 iarray2 和 iarray3 ，我们可以看到，Go语言的声明，可以表明类型，也可以不表明类型，var iarray3 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5} 也是完全没问题的。

（2）数组的容量和长度是一样的。cap() 函数和 len() 函数均输出数组的容量（即长度）。如：

复制代码代码如下:

func test6() {

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

fmt.Println(len(iarray4))

fmt.Println(cap(iarray4))

}

输出都是5。

（3）使用：

复制代码代码如下:

func test7() {

iarray7 := [5]string{"aaa", `bb`, "可以啦", "叫我说什么好", "()"}

fmt.Println(iarray7)

for i := range iarray7 {

fmt.Println(iarray7[i])

}

}

二、切片

Go语言中，切片是长度可变、容量固定的相同的元素序列。Go语言的切片本质是一个数组。容量固定是因为数组的长度是固定的，切片的容量即隐藏数组的长度。长度可变指的是在数组长度的范围内可变。

（1）切片的创建。

切片的创建有4种方式：

1）make ( []Type ,length, capacity )

2) make ( []Type, length)

3) []Type{}

4) []Type{value1 , value2 , ... , valueN }

从3)、4)可见，创建切片跟创建数组唯一的区别在于 Type 前的“ [] ”中是否有数字，为空，则代表切片，否则则代表数组。因为切片是长度可变的。如下是创建切片的示例：

复制代码代码如下:

func test8() {

slice1 := make([]int32, 5, 8)

slice2 := make([]int32, 9)

slice3 := []int32{}

slice4 := []int32{1, 2, 3, 4, 5}

fmt.Println(slice1)

fmt.Println(slice2)

fmt.Println(slice3)

fmt.Println(slice4)

}

输出为：

[0 0 0 0 0]

[0 0 0 0 0 0 0 0 0]

[]

[1 2 3 4 5]

如上，创造了4个切片，3个空切片，一个有值的切片。

（2）切片与隐藏数组：

一个切片是一个隐藏数组的引用，并且对于该切片的切片也引用同一个数组。如下示例，创建了一个切片slice0，并根据这个切片创建了2个切片 slice1 和 slice2：

复制代码代码如下:

func test9() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

slice1 := slice0[2 : len(slice0)-1]

slice2 := slice0[:3]

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

slice2[2] = "8"

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

}

输出为：

[a b c d e] [c d] [a b c]

[a b 8 d e] [8 d] [a b 8]

可见，切片slice0 、 slice1 和 slice2是同一个底层数组的引用，所以slice2改变了，其他两个都会变。

（3）遍历、修改切片：

复制代码代码如下:

func test10() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

fmt.Println("\n~~~~~~元素遍历~~~~~~")

for _, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, " ")

ele = "7"

}

fmt.Println("\n~~~~~~索引遍历~~~~~~")

for index := range slice0 {

fmt.Print(slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~")

for index, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~修改~~~~~~")

for index := range slice0 {

slice0[index] = "9"

}

fmt.Println(slice0)

}

如上，前三种循环使用了不同的for range循环，当for后面，range前面有2个元素时，第一个元素代表索引，第二个元素代表元素值，使用 “_” 则表示忽略，因为go语言中，未使用的值会导致编译错误。

只有一个元素时，该元素代表索引。

只有用索引才能修改元素。如在第一个遍历中，赋值ele为7，结果没有作用。因为在元素遍历中，ele是值传递，ele是该切片元素的副本，修改它不会影响原本值，而在第四个遍历——索引遍历中，修改的是该切片元素引用的值，所以可以修改。

结果为：

~~~~~~元素遍历~~~~~~

a b c d e

~~~~~~索引遍历~~~~~~

a b c d e

~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~

aa bb cc dd ee

~~~~~~修改~~~~~~

[9 9 9 9 9]

（4）、追加、复制切片：

复制代码代码如下:

func test11() {

slice := []int32{}

fmt.Printf("slice的长度为：%d,slice为：%v\n", len(slice), slice)

slice = append(slice, 12, 11, 10, 9)

fmt.Printf("追加后，slice的长度为：%d,slice为：%v\n", len(slice), slice)

slicecp := make([]int32, (len(slice)))

fmt.Printf("slicecp的长度为：%d,slicecp为：%v\n", len(slicecp), slicecp)

copy(slicecp, slice)

fmt.Printf("复制赋值后，slicecp的长度为：%d,slicecp为：%v\n", len(slicecp), slicecp)

}

追加、复制切片，用的是内置函数append和copy，copy函数返回的是最后所复制的元素的数量。

（5）、内置函数append

内置函数append可以向一个切片后追加一个或多个同类型的其他值。如果追加的元素数量超过了原切片容量，那么最后返回的是一个全新数组中的全新切片。如果没有超过，那么最后返回的是原数组中的全新切片。无论如何，append对原切片无任何影响。如下示例：

复制代码代码如下:

func test12() {

slice := []int32{1, 2, 3, 4, 5, 6}

slice2 := slice[:2]

_ = append(slice2, 50, 60, 70, 80, 90)

fmt.Printf("slice为：%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片：%v\n", slice2)

_ = append(slice2, 50, 60)

fmt.Printf("slice为：%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片：%v\n", slice2)

}

如上，append方法用了2次，结果返回的结果完全不同，原因是第二次append方法追加的元素数量没有超过 slice 的容量。而无论怎样，原切片slice2都无影响。结果：

slice为：[1 2 3 4 5 6]

操作的切片：[1 2]

slice为：[1 2 50 60 5 6]

操作的切片：[1 2]

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