Go基础——Slice

声明&创建

声明切片

[]<元素类型>{元素1, 元素2, …}

创建一个有 3 个整型元素的数组，并返回一个存储在 c 中的切片引用。

c := []int{6, 7, 8}

make创建

内置函数make创建 slice

s1 := make([]int, 5)  //长度和容量都是 5
s2 := make([]int, 5, 10)  //长度是5，容量是10
fmt.Println(cap(s1),s2)

make函数时，需要传入一个参数，指定切片的长度，例子中我们使用的时5，这时候切片的容量也是5。当然我们也可以单独指定切片的容量。make([]int, 5, 10) 表示长度是5，容量是10。
切片的容量必须>=长度，我们是不能创建长度大于容量的切片的。

s:=make([]int,5,3)
fmt.Println(s)

上面的语句会出现如下错误

len larger than cap in make([]int)

在创建切片时指定了切片长度是5，容量是10，主要我们只能访问5个个元素，剩下的5个元素，需要切片扩充后才可以访问。

func main() {
    s:=make([]int,5,10)
    for i,v:=range s{
        fmt.Printf("index=%d,value=%v\n",i,v)
    }
    fmt.Println(s[5])
}

上面的程序执行结果是，访问s[5]会出现数组越界panic 错误

 go run main.go
index=0,value=0
index=1,value=0
index=2,value=0
index=3,value=0
index=4,value=0
panic: runtime error: index out of range

基于数组或切片创建

基于现有的切片或者数组创建，使用[i:j]这样的操作符即可，表示以i索引开始，到j索引结束,截取原数组或者切片，
创建而成的新切片，新切片的值包含原切片的i索引，但是不包含j索引。注意i和j都不能超过原切片或者数组的索引，i如果省略，默认是0；j如果省略默认是原数组或者切片的长度,

slice :=[]int{1,2,3,4,5}
    slice1 := slice[:]
    slice2 := slice[0:]
    slice3 := slice[:5]
    fmt.Println(slice1)
    fmt.Println(slice2)
    fmt.Println(slice3)

新的切片和原数组或原切片共用的是一个底层数组，所以当修改的时候，底层数组的值就会被改变，所以原切片的值也改变了。

package main
import "fmt"
func main() {
    slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    newSlice := slice[1:3]
    newSlice[0] = 10
    fmt.Println(slice)
    fmt.Println(newSlice)
}

上面程序直接结果，修改新切片值 也会对原来切片产生影响，这个需要注意

[1 10 3 4 5]
[10 3]

但是如下将程序改成如下

package main
import "fmt"
func main() {
    s := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    newSlice := s[1:3]
    s = append(s,6)
    newSlice[0] = 10
    fmt.Println(s)
    fmt.Println(newSlice)
}

再次执行程序结果如下

[1 2 3 4 5 6]
[10 3]

因为原有的切片发生了扩容 底层数组被重新创建 ，和原来的切片已经没有关系了 ，这个也需要特别注意

切片与数组

slice 源码地址在/runtime/slice.go ，带有 T 类型元素的切片由 []T 表示，其中T代表slice中元素的类型。切片在内部可由一个结构体类型表示，形式如下：

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

可见一个slice由三个部分构成：指针、长度和容量。其中：

1. array 指针指向第一个slice元素对应的底层数组元素的地址。
2. len长度对应slice中元素的数目；
3. cap容量一般是从slice的开始位置到底层数组的结尾位置。长度值不能超过容量值。

切片可以看做是对数组的封装，每个切片的底层数组结构中一定包含一个数组，切片与数组的关系总结如下：
1.切片不是数组，但是切片底层指向数组
2.切片本身长度是不一定的因此不可以比较，数组是可以的。
3.切片是变长数组的替代方案，可以关联到指向的底层数组的局部或者全部。
4.切片是引用传递（传递指针地址)，而数组是值传递（拷贝值）
5.切片可以直接创建，引用其他切片或数组创建
6.如果多个切片指向相同的底层数组，其中一个值的修改会影响所有的切片

切片的修改

切片自己不拥有任何数据。它只是底层数组的一种表示。对切片所做的任何修改都会反映在底层数组中。

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    arr := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    slice := arr[2:5]
    fmt.Println("array before", arr)
    for i := range slice {
        slice[i]++
    }
    fmt.Println("array after ", arr)
}

在上述程序的第 9 行，我们根据数组索引 2,3,4 创建一个切片 dslice。for 循环将这些索引中的值逐个递增。当我们使用 for 循环打印数组时，我们可以看到对切片的更改反映在数组中。该程序的输出是

array before [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
array after    [0 1 3 4 5 5 6 7 8 9]

底层数组是可以被多个 slice 同时指向的。当多个切片共用相同的底层数组时，每个切片所做的更改将反映在数组中。因此对一个 slice 的元素进行修改操作会影响到其他 共用底层数组的slice 的。

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
      array := [4]int{10, 20 ,30, 40}
    slice1 := array[:]
    slice2 := array[:]
    fmt.Println("array before change:", array)
    slice1[0] = 60
    fmt.Println("array after modification to slice slice1:", array)
    slice2[1] = 70
    fmt.Println("array after modification to slice slice2:", array)
}

在 9 行中，numa [:] 缺少开始和结束值。开始和结束的默认值分别为 0 和 len (numa)。两个切片 nums1 和 nums2 共享相同的数组。该程序的输出是

array before change: [10 20 30 40]
array after modification to slice slice1: [60 20 30 40]
array after modification to slice slice2: [60 70 30 40]

从输出中可以清楚地看出，当切片共享同一个数组时，每个所做的修改都会反映在数组中。

len(长度)和cap(容量)

s := make([]int, 5)当使用make函数初始化切片的是，如果不指定切片的容量，那么切片的长度就是切片的容量。对于底层数组容量是k的切片s[i:j]来说，长度：j-i，容量:k-i，s[1:3],长度就是3-1=2，容量是5-1=4

func TestSlice(t *testing.T) {
    a := []int{1, 2, 3, 4}
    b := a[:2]
    c := a[2:]
    t.Log(a, len(a), cap(a))
    t.Log(b, len(b), cap(b))
    t.Log(c, len(c), cap(c))
    t.Log("append data")
    b = append(b, 5)
    t.Log(a, len(a), cap(a))
    t.Log(b, len(b), cap(b))
    t.Log(c, len(c), cap(c))
}

执行结果是：

[1 2 3 4] 4 4
 [1 2] 2 4
 [3 4] 2 2
append data
[1 2 5 4] 4 4
[1 2 5] 3 4
[5 4] 2 2

切片的长度是切片中的元素数。切片的容量是从创建切片索引开始的底层数组中元素数。

func main() {
    var x []int
    c := 0
    for i := 0; i < 100000; i++ {
        x = append(x, i)
        if c!= cap(x){
            c =cap(x)
            fmt.Printf("index=%d cap=%d\n", i+1, c)
        }
    }
}

执行的结果,容量每次扩容是2倍，当容量达到1024时 会变成1.25,也就是每次按当前大小1/4增长,但是不一定是扩大1.25，会做内存对齐

index=1 cap=1
index=2 cap=2
index=3 cap=4
index=5 cap=8
index=9 cap=16
index=17 cap=32
index=33 cap=64
index=65 cap=128
index=129 cap=256
index=257 cap=512
index=513 cap=1024
index=1025 cap=1280
index=1281 cap=1696
index=1697 cap=2304
index=2305 cap=3072
index=3073 cap=4096
index=4097 cap=5120
index=5121 cap=7168
index=7169 cap=9216
index=9217 cap=12288
index=12289 cap=15360
index=15361 cap=19456
index=19457 cap=24576
index=24577 cap=30720
index=30721 cap=38912
index=38913 cap=49152
index=49153 cap=61440
index=61441 cap=76800
index=76801 cap=96256
index=96257 cap=120832

扩容源码：

还有一种3个索引的方法，第3个用来限定新切片的容量，其用法为slice[i:j:k]。k不能超过原切片的最大索引值
j-i 表示长度，k-i表示容量

package main
import "fmt"
func main() {
    s := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    newSlice := s[1:2:3]
    fmt.Printf("slice lenth=%d,cap=%d\n",len(s),cap(s))
    fmt.Printf("newSlice lenth=%d,cap=%d\n",len(newSlice),cap(newSlice))
}

执行结果如下

slice lenth=5,cap=5
newSlice lenth=1,cap=2

增加元素

使用 append 函数可以将新元素追加到切片上。append 函数的定义是

func append（s[]T，x ... T）[]T

append可以直接在切片尾部追加元素

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    str := []string{"a", "b", "c"}
    fmt.Println("strs:", str, " length:", len(str), "capacity:", cap(str))
    str = append(str, "d")
    fmt.Println("strs:", str, " length:", len(str), " capacity:", cap(str))
}

在上述程序中，str 的容量最初是 3。在第 10 行，我们给 str 添加了一个新的元素，并把 append(str, "d") 返回的切片赋值给 str。现在 str 的容量翻了一番，变成了 6。

strs: [a b c]  length: 3 capacity: 3
strs: [a b c d]  length: 4  capacity: 6

func TestSliceCap(t *testing.T) {
    a := []int{0}
    a = append(a, 0)
    b := a[:]
    a = append(a, 2)
    b = append(b, 1)
    t.Log(a[2])
    t.Log(b[2])
    t.Log(a)
    t.Log(b)
    // 一样的代码，只是以一个稍大的 slice 开始
    c := []int{0, 0}
    c = append(c, 0)
    d := c[:]
    c = append(c, 2)
    d = append(d, 1)
    t.Log(c[3])
    t.Log(d[3])
    t.Log(c)
    t.Log(d)
}

当切片新长度没有超过切片的容量的时，使用append函数追加数据不会创建新的底层数组，但是会造成新增加的数据覆盖原来底层索引位置的数据，打印结果：

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

append 增加的元素是插入尾部，如果需要讲元素插入到首部，可以通过一种取巧的方式实现，因为append增加元素的也可以是切片，切片增加切片的方式。

slice := []int{1, 2, 3}  
// 将元素4,5,6插入到slice的前面
slice = append([]{4, 5, 6}, slice...)  
// 输出：[4 5 6 1 2 3]

nil和空切片

nil slice表示数组不存在，empty slice表示集合为空。对slice为空的判断建议len函数

var s []int         //nil值
    var t = []int{}     //空值
    a,_:= json.Marshal(s)
    fmt.Println(string(a))
    b,_:=json.Marshal(t)
    fmt.Println(string(b))

需要注意的是分别对nil和空slice做json序列化是不同的， nil slice会变成null，empty是[]

null
[]

切片添加切片

使用 ... 运算符将一个切片添加到另一个切片。

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    veggies := []string{"potatoes", "tomatoes", "brinjal"}
    fruits := []string{"oranges", "apples"}
    food := append(veggies, fruits...)
    fmt.Println("food:",food)
}

在上述程序的第 10 行，food 是通过 append(veggies, fruits…) 创建。程序的输出为 food: [potatoes tomatoes brinjal oranges apples]。
特别需要注意的是如果新切片的长度未超过源切片的容量，则返回源切片，如果追加后的新切片长度超过源切片的容量，则会返回全新的切片。

func main() {
    s1 := []int{1,2,3,4,5}
    fmt.Printf("s1:%p %d %d %v\n",s1,len(s1),cap(s1),s1)
    s2 :=append(s1,6)
    fmt.Printf("s3:%p %d %d %v\n",s2,len(s2),cap(s2),s2)
    s3 := s1[0:4]
    fmt.Printf("s3:%p %d %d %v\n",s3,len(s3),cap(s3),s3)
    s4 := append(s3,6)
    fmt.Printf("s4:%p %d %d %v\n",s4,len(s4),cap(s4),s4)
    fmt.Printf("s1:%p %d %d %v\n",s1,len(s1),cap(s1),s1)
    s5 := append(s4,8)
    fmt.Printf("s5:%p %d %d %v\n",s5,len(s5),cap(s5),s5)
}

切片的函数传递

切片包含长度、容量和指向数组第零个元素的指针。当切片传递给函数时，即使它通过值传递，指针变量也将引用相同的底层数组。因此，当切片作为参数传递给函数时，函数内所做的更改也会在函数外可见。

package main
import "fmt"
func main() {
    s:= []int{1:1}
    fmt.Printf("current slice point:%p\n" ,&s)
    fmt.Println("slice before function",s)
    modify(s)
    fmt.Println("slice after function",s)
}
func modify(s []int) {
    fmt.Printf("function slice point:%p\n" ,&s)
    s[1] = 2
}

执行上面程序，执行结果如下，两个切片的地址不一样，所以可以确认切片在函数间传递是复制的。而我们修改一个索引的值后，发现原切片的值也被修改了，说明它们共用一个底层数组

current slice point:0xc00000c060
slice before function [0 1]
function slice point:0xc00000c0a0
slice after function [0 2]

多维切片

类似于数组，切片可以有多个维度。

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {  
     pls := [][]string {
            {"C", "C++"},
            {"JavaScript"},
            {"Go", "Rust"},
            }
    for _, v1 := range pls {
        for _, v2 := range v1 {
            fmt.Printf("%s ", v2)
        }
        fmt.Printf("\n")
    }
}

程序的输出为，

C C++  
JavaScript  
Go Rust

copy

切片持有对底层数组的引用。只要切片在内存中，数组就不能被垃圾回收。在内存管理方面，这是需要注意的。让我们假设我们有一个非常大的数组，我们只想处理它的一小部分。然后，我们由这个数组创建一个切片，并开始处理切片。这里需要重点注意的是，在切片引用时数组仍然存在内存中。
一种解决方法是使用copy 函数来生成一个切片的副本。这样我们可以使用新的切片，原始数组可以被垃圾回收。

`func copy(dst，src[]T)int`

package main
import (
    "fmt"
)
func main() {
    s1 :=[]int{1,2,3,4,5}
    fmt.Println("s1",s1)
    s2 := make([]int,len(s1))
    fmt.Println("s2",s2)
    copy(s2,s1)
    fmt.Println("s2",s2)
    s3 :=make([]int,len(s1)-2)
    copy(s3,s1);
    fmt.Println("s3",s3)
    s4 :=make([]int,len(s1)-1)
    copy(s4[1:3],s1[2:4]);
    fmt.Println("s4",s4)
}

打印结果：

s1 [1 2 3 4 5]
s2 [0 0 0 0 0]
s2 [1 2 3 4 5]
s3 [1 2 3]
s4 [0 3 4 0]

清空切片

how-do-you-clear-a-slice-in-go
https://stackoverflow.com/questions/16971741/how-do-you-clear-a-slice-in-go

package main
import (
    "fmt"
)
func dump(letters []string) {
    fmt.Println("letters = ", letters)
    fmt.Println(cap(letters))
    fmt.Println(len(letters))
    for i := range letters {
        fmt.Println(i, letters[i])
    }
}
func main() {
    letters := []string{"a", "b", "c", "d"}
    dump(letters)
    // clear the slice
    letters = nil
    dump(letters)
    // add stuff back to it
    letters = append(letters, "e")
    dump(letters)
}

输出结果

letters =  [a b c d]
4
4
0 a
1 b
2 c
3 d
letters =  []
0
0
letters =  [e]
1
1
0 e

总结

1.切片是引用类型，数组和切片有着紧密的关联，slice的底层是引用一个数组对象,可以理解为切片是对数组的封装
2一个slice由三个部分构成：指针、长度和容量。指针指向第一个slice元素对应的底层数组元素的地址。
3切片的长度是变化的，而数组的长度是固定不变的。
4多个不同slice之间可以共享底层的数据

参考

https://www.jianshu.com/p/303daad705a3