go语言切片长度和容量 go语言切片初始化

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。


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