切片是一个动态数组,因为数组的长度是固定的,所以操作起来很不方便,比如一个 names 数组,我想增加一个学生的姓名都没有办法,十分不灵活。所以在开发中数组并不常用,切片类型才是大量使用的。
1、生成切片的方式
1.1、从数组或者切片上切
切片语法:
slice [start : end]
/*
切片的概念和数组息息相关,切片有三个要素
slice : 表示目标切片对象。
start: 对应目标切片对象的开始索引。
end: 对应目标切片的结束索引。
*/
// 定义数组
names := [...]string{"sbh", "sgg", "xhz", "xnq", "cxf"}
// 从数组中生成
s1 := names[0:3]
// 从切片中生成
s2 := s1[2:]
fmt.Println(s1, reflect.TypeOf(s1)) // [sbh sgg xhz] []string (切片类型)
fmt.Println(s2, reflect.TypeOf(s2)) // [xhz] []string
- 取出的元素数量为:结束位置-开始位置。
- 取出元素不包含结束位置的索引,切出最后一个元素使用:slice[len(slice)] 获取。
- 当缺省开始位置时,表示从连续的区域开头到结束位置。
- 当缺省结束位置时,表示从开始位置到整个连续区域的末尾。
- 两者同事缺省时,与切片本身等效。
- 两者同时为 0 时,等效于空切片,一般用于切片复位。
1.2、直接声明切片
除了可以从原有的数组或者切片中生成切片,也可以声明一个新的切片,每一种类型都可以拥有其切片类型,表示多个相同类型元素的连续集合,因此切片类型也可以被声明,切片类型声明格式如下:
var names []Type
其中 names 表示切片的变量名,Type 表示切片对应的元素类型。
names := []string{"sbh", "sgg", "xhz", "xnq", "cxf"}
fmt.Println(names, reflect.TypeOf(names)) // [sbh sgg xhz xnq cxf] []string
2、值类型和引用类型
2.1、值类型
基本数据类型(int、float、bool、string)以及 数组 和 struct 都属于值类型。
特点:变量直接存储值,内存中通常在栈中分配,栈在函数调用完成。值类型变量声明后,不管是否已经赋值,编译器为其分配内存,此时该值存储于栈上。
var a int // int 类型默认值 0
var b string // string 类型默认值为 nil 空
var c bool // bool 类型默认值false
var d [2]int // 数组默认值为[0 0]
当使用等号 = 将一个变量的值赋给另外一个变量时,如 j = i ,实际上是在内存中 将 i 的值进行了 拷贝,可以通过 &i 获取变量 i 的内存地址。此时如果修改某个变量的值,不会影响另一个。
// 整型赋值
a := 10
b := a
fmt.Println(a, &a) // 10 0xc000094000
fmt.Println(b, &b) // 10 0xc000094008
b = 100
fmt.Println(a, &a) // 10 0xc000094000
fmt.Println(b, &b) // 100 0xc000094008
// 数组赋值
c := [3]int{11, 22, 33}
d := c
d[1] = 100
fmt.Printf("%v, %p", c, &c) // [11 22 33], 0xc00001c090
fmt.Printf("%v, %p", d, &d) // [11 100 33], 0xc00001c0a8
2.2、引用类型
指正,slice,map,chan,interface 等都是引用类型
特点:变量存储的是一个地址,这个地址存储最终的值。内存通常在堆上分配,通过GC回收。
变量直接存放的就是一个内存地址值,这个地址值指向的空间的存的才是值。所以修改其中的一个,另外一个也会修改(同一个内存地址)。
引用类型必须申请内存才可以使用,make() 是给引用类型申请内存空间。
// 定义切片类型
var a = []int{1, 2, 3}
b := a // b 和 a的内存地址是一样的
a[0] = 100
fmt.Println(b) // [100 2 3]
3、切片原理
为什么切片 b 会受到切片 a 的影响? 根本原因是切片是引用类型 !
接下来我们通过切片的存储原理来理解引用类型!
切片的构造根本是一个具体数组通过切片起始指针,切片长度以及最大容量三个参数确定下来的。
type Slice struct {
Data uintptr // 指针,指向底层数组中切片指定的开始位置
Len int // 长度,即切片的长度
Cap int // 最大长度(容量),也就是切片的开始位置到数组的最后位置的长度
}
举例子:
//案例:
slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
newSlice := slice[1:3]
fmt.Println(slice)
fmt.Println(len(slice))
fmt.Println(cap(slice))
fmt.Println(newSlice)
fmt.Println(len(newSlice))
fmt.Println(cap(newSlice))
// 地址打印
// a记录的是顺序表的表头,即数组指针 :
// 数组指针 长度 容量,所以打印a地址即打印a第一个表头地址。
fmt.Printf("%p\n", slice)
fmt.Printf("%p\n", &slice)
fmt.Printf("%p\n", &slice[0])
fmt.Printf("%p\n", &slice[1])
fmt.Printf("%p\n", &slice[2])
逻辑如图:
以上图能看出来,很明显,我们操作的是同一块内存地址。
4、make函数
变量的声明我们可以通过var 关键字,然后就可以在程序中使用。当我们不指定变量的默认值时,这些变量的默认值是他们的零值,比如int类型的零值是0,string类型的零值是””,引用类型的零值是nil。
对于例子中的两种类型的声明,我们可以直接使用,对其进行赋值输出。但是我们如果换成引用类型呢?
var arr []int // 如果是 var arr [2]int
arr[0] = 100
fmt.Println(arr)
从这个提示中可以看出,对于引用类型的变量,我们不光要声明它,还要为它分配内存空间。
对于值类型的声明不需要,是因为已经默认帮我们分配好了。要分配内存,就引出来今天的make函数。make也是用于 chan、map 以及 切片的 内存创建,而且它返回的类型就是这 三个类型本身。
如果需要动态的创建一个切片,可以使用 make() 内建函数,格式如下:
make([]Type, size, cap)
其中Type是指切片的元素类型,size 指的是为了这个类型分配多少个元素,cap为预分配的元素数量,这个值设定后不影响size,只是能提前分配空间,降低多次分配空间造成的性能问题。示例如下:
a := make([]int, 2) // 容量(cap)默认跟长度(len)一样
b := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a, b) // [0 0] [0 0]
fmt.Println(len(a), len(b)) // 2 2
fmt.Println(cap(a), cap(b)) // 2 10
使用make()函数生成的切片一定发生了内存分配的操作,但给定开始与结束位置(包括切片复位)的切片只是将新的切片结构指向已经分配好的内存区域,设定开始与结束位置,不会发生内存分配操作。
a := make([]int, 5)
b := a[:3]
a[0] = 100
fmt.Println(a) // [100 0 0 0 0]
fmt.Println(b) // [100 0 0]
5、append扩容(重点)
上面我们已经讲过,切片作为一个动态数组是可以添加元素的,添加方式为内建方法append。
var s []int
// 追加一个空切片的一个值
s1 := append(s, 0)
fmt.Println(s1) // [0]
//可以追加多个值
s2 := append(s, 1, 2, 3, 4)
fmt.Println(s2) // [1 2 3 4]
//可以追加一个切片
s3 := append(s, []int{4, 5, 6}...)
fmt.Println(s3) // [4 5 6]
//案例1
a := []int{1, 2, 3}
fmt.Println(len(a)) //3
fmt.Println(cap(a)) //3
c := append(a, 45)
fmt.Println(a) //[1 2 3]
fmt.Println(c) //[1 2 3 45]
// 案例2
a := make([]int, 3, 10)
fmt.Println(a) // [0 0 0]
b := append(a, 45, 46)
fmt.Println(b) // [0 0 0 45 46]
a[0] = 100
fmt.Println(a) // [100 0 0]
fmt.Println(b) // [100 0 0 45 46]
// 案例3
l := make([]int, 5, 10)
v1 := append(l, 1)
fmt.Println(v1) //[0 0 0 0 0 1]
fmt.Printf("%p\n", &v1) //0xc00000c030
v2 := append(l, 2)
fmt.Println(v2) // [0 0 0 0 0 2]
fmt.Printf("%p\n", &v2) // 0xc00000c060
fmt.Println(v1) //[0 0 0 0 0 2]
- 每次append操作都会检查 slice 是否有足够的容量,如果足够会直接在原始数组上追加元素并返回一个新的 slice,底层数组不变,但是这种情况非常危险,极度容易产生bug!而若容量不够,会创建一个新的容量足够的底层数组,先将之前数组的元素赋值过来,再将新元素追加到后面,然后返回新的slice,底层数组改变而这里对新数组的进行扩容。
- 扩容策略:如果切片的容量小于 1024个元素,于是扩容的时候就翻倍增加容量。上面的例子也验证了这一情况,总容量从原来的4个翻倍到现在的8个。一旦元素个数超过1024个元素,那么增长因子变成1.25,即每次增加原来容量的四分之一。
经典面试题:
arr := [4]int{10, 20, 30, 40}
s1 := arr[0:2]
s2 := s1
s3 := append(append(append(s1, 1),2),3)
s1[0] = 1000
fmt.Println(s2[0]) // 1000
fmt.Println(s3[0]) // 10
6、插入删除元素
6.1、开头添加元素
var a = []int{1, 2, 3}
a = append([]int{0}, a...) // 在开头添加1个元素
a = append([]int{4, 5, 6}, a...) // 在开头添加1个切片
在切片头添加元素一般都会导致内存的重新分配,而且会导致已有元素全部被复制1次,因此,从切片的开头添加元素的性能要比从尾部追加元素的性能差的多。
6.2、任意位置插入元素
var a []int
a = append(a[:i], append([]int{x},a[i:]...)...)
每个添加操作的第二个append 调用都会创建一个临时切片,并将a[i:]的内容复制到新创建的切片中,然后将临时创建的切片再追加到 a[:i] 中。
思考这样写可以不:
var a = []int{1,2,3,4}
s1:=a[:2]
s2:=a[2:]
fmt.Println(append(append(s1,100,),s2...))
6.3、删除元素
Go语言中并没有删除切片元素的专用方法,我们可以使用切片本身的特性删除元素。
// 从切片中删除元素
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
// 删除为索引为 2 的元素
a = append(a[:2], a[3:]...)
fmt.Println(a)
要从切片a中删除索引为 index 的元素,操作方法: a := append(a[:index],a[index+1:]…)
思考题:
a:=[...]int{1,2,3}
b:=a[:]
b =append(b[:1],b[2:]...)
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
7、切片元素排序
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
sort.Ints(a) // 顺序排序
fmt.Println(a)
sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(a[:]))) // 倒叙排序
fmt.Println(a)