GoLang中的切片擴容機制

[5]int 是數(shù)組，而 []int 是切片。二者看起來相似，實則是根本上不同的數(shù)據(jù)結構。

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切片的數(shù)據(jù)結構中，包含一個指向數(shù)組的指針 array ，當前長度 len ，以及最大容量 cap 。在使用 make([]int, len) 創(chuàng)建切片時，實際上還有第三個可選參數(shù) cap ，也即 make([]int, len, cap) 。在不聲明 cap 的情況下，默認 cap=len 。當切片長度沒有超過容量時，對切片新增數(shù)據(jù)，不會改變 array 指針的值。

當對切片進行 append 操作，導致長度超出容量時，就會創(chuàng)建新的數(shù)組，這會導致和原有切片的分離。在下例中

由于 a 的長度超出了容量，所以切片 a 指向了一個增長后的新數(shù)組，而 b 仍然指向原來的老數(shù)組。所以之后對 a 進行的操作，對 b 不會產(chǎn)生影響。

試比較

本例中， a 的容量為6，因此在 append 后并未超出容量，所以 array 指針沒有改變。因此，對 a 進行的操作，對 b 同樣產(chǎn)生了影響。

下面看看用 a := []int{} 這種方式來創(chuàng)建切片會是什么情況。

可以看到，空切片的容量為0，但后面向切片中添加元素時，并不是每次切片的容量都發(fā)生了變化。這是因為，如果增大容量，也即需要創(chuàng)建新數(shù)組，這時還需要將原數(shù)組中的所有元素復制到新數(shù)組中，開銷很大，所以GoLang設計了一套擴容機制，以減少需要創(chuàng)建新數(shù)組的次數(shù)。但這導致無法很直接地判斷 append 時是否創(chuàng)建了新數(shù)組。

如果一次添加多個元素，容量又會怎樣變化呢？試比較下面兩個例子：

那么，是不是說，當向一個空切片中插入 2n-1 個元素時，容量就會被設置為 2n 呢？我們來試試其他的數(shù)據(jù)類型。

可以看到，根據(jù)切片對應數(shù)據(jù)類型的不同，容量增長的方式也有很大的區(qū)別。相關的源碼包括： src/runtime/msize.go ， src/runtime/mksizeclasses.go 等。

我們再看看切片初始非空的情形。

可以看到，與剛剛向空切片添加5個int的情況一致，向有3個int的切片中添加2個int，容量增長為6。

需要注意的是， append 對切片擴容時，如果容量超過了一定范圍，處理策略又會有所不同。可以看看下面這個例子。

具體為什么會是這樣的變化過程，還需要從 源碼 中尋找答案。下面是 src/runtime/slice.go 中的 growslice 函數(shù)中的核心部分。

GoLang中的切片擴容機制，與切片的數(shù)據(jù)類型、原本切片的容量、所需要的容量都有關系，比較復雜。對于常見數(shù)據(jù)類型，在元素數(shù)量較少時，大致可以認為擴容是按照翻倍進行的。但具體情況需要具體分析。

Golang 中數(shù)組（Array）和切片（Slice）的區(qū)別

Go 中數(shù)組的長度是不可改變的，而 Slice 解決的就是對不定長數(shù)組的需求。他們的區(qū)別主要有兩點。

數(shù)組：

切片：

注意 1

雖然數(shù)組在初始化時也可以不指定長度，但 Go 語言會根據(jù)數(shù)組中元素個數(shù)自動設置數(shù)組長度，并且不可改變。切片通過 append 方法增加元素：

如果將 append 用在數(shù)組上，你將會收到報錯：first argument to append must be slice。

注意 2

切片不只有長度（len）的概念，同時還有容量（cap）的概念。因此切片其實還有一個指定長度和容量的初始化方式：

這就初始化了一個長度為3，容量為5的切片。

此外，切片還可以從一個數(shù)組中初始化（可應用于如何將數(shù)組轉換成切片）：

上述例子通過數(shù)組 a 初始化了一個切片 s。

當切片和數(shù)組作為參數(shù)在函數(shù)（func）中傳遞時，數(shù)組傳遞的是值，而切片傳遞的是指針。因此當傳入的切片在函數(shù)中被改變時，函數(shù)外的切片也會同時改變。相同的情況，函數(shù)外的數(shù)組則不會發(fā)生任何變化。

Go切片數(shù)組深度解析

Go 中的分片數(shù)組，實際上有點類似于Java中的ArrayList,是一個可以擴展的數(shù)組，但是Go中的切片由比較靈活，它和數(shù)組很像，也是基于數(shù)組，所以在了解Go切片前我們先了解下數(shù)組。

數(shù)組簡單描述就由相同類型元素組成的數(shù)據(jù)結構, 在創(chuàng)建初期就確定了長度，是不可變的。

但是Go的數(shù)組類型又和C與Java的數(shù)組類型不一樣， NewArray 用于創(chuàng)建一個數(shù)組，從源碼中可以看出最后返回的是 Array{}的指針，并不是第一個元素的指針，在Go中數(shù)組屬于值類型，在進行傳遞時，采取的是值傳遞，通過拷貝整個數(shù)組。Go語言的數(shù)組是一種有序的struct。

Go 語言的數(shù)組有兩種不同的創(chuàng)建方式，一種是顯示的初始化，一種是隱式的初始化。

注意一定是使用 [...]T 進行創(chuàng)建，使用三個點的隱式創(chuàng)建，編譯器會對數(shù)組的大小進行推導，只是Go提供的一種語法糖。

其次，Go中數(shù)組的類型，是由數(shù)值類型和長度兩個一起確定的。[2]int 和 [3]int 不是同一個類型，不能進行傳參和比較，把數(shù)組理解為類型和長度兩個屬性的結構體，其實就一目了然了。

Go中的數(shù)組屬于值類型，通常應該存儲于棧中，局部變量依然會根據(jù)逃逸分析確定存儲棧還是堆中。

編譯器對數(shù)組函數(shù)中做兩種不同的優(yōu)化：

在靜態(tài)區(qū)完成賦值后復制到棧中。

總結起來，在不考慮逃逸分析的情況下，如果數(shù)組中元素的個數(shù)小于或者等于 4 個，那么所有的變量會直接在棧上初始化，如果數(shù)組元素大于 4 個，變量就會在靜態(tài)存儲區(qū)初始化然后拷貝到棧上。

由于數(shù)組是值類型，那么賦值和函數(shù)傳參操作都會復制整個數(shù)組數(shù)據(jù)。

不管是賦值或函數(shù)傳參，地址都不一致，發(fā)生了拷貝。如果數(shù)組的數(shù)據(jù)較大，則會消耗掉大量內存。那么為了減少拷貝我們可以主動的傳遞指針呀。

地址是一樣的，不過傳指針會有一個弊端，從打印結果可以看到，指針地址都是同一個，萬一原數(shù)組的指針指向更改了，那么函數(shù)里面的指針指向都會跟著更改。

同樣的我們將數(shù)組轉換為切片，通過傳遞切片，地址是不一樣的，數(shù)組值相同。

切片是引用傳遞，所以它們不需要使用額外的內存并且比使用數(shù)組更有效率。

所以，切片屬于引用類型。

通過這種方式可以將數(shù)組轉換為切片。

中間不加三個點就是切片,使用這種方式創(chuàng)建切片，實際上是先創(chuàng)建數(shù)組，然后再通過第一種方式創(chuàng)建。

使用make創(chuàng)建切片，就不光編譯期了，make創(chuàng)建切片會涉及到運行期。1. 切片的大小和容量是否足夠小；

切片是否發(fā)生了逃逸，最終在堆上初始化。如果切片小的話會先在棧或靜態(tài)區(qū)進行創(chuàng)建。

切片有一個數(shù)組的指針，len是指切片的長度, cap指的是切片的容量。

cap是在初始化切片是生成的容量。

發(fā)現(xiàn)切片的結構體是數(shù)組的地址指針array unsafe.Pointer，而Go中數(shù)組的地址代表數(shù)組結構體的地址。

slice 中得到一塊內存地址，array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。

也可以通過地址構造切片

nil切片：指的unsafe.Pointer 為nil

空切片：

創(chuàng)建的指針不為空，len和cap為空

當一個切片的容量滿了，就需要擴容了。怎么擴，策略是什么？

如果原來數(shù)組切片的容量已經(jīng)達到了最大值，再想擴容， Go 默認會先開一片內存區(qū)域，把原來的值拷貝過來，然后再執(zhí)行 append() 操作。這種情況對現(xiàn)數(shù)組的地址和原數(shù)組地址不相同。

從上面結果我們可以看到，如果用 range 的方式去遍歷一個切片，拿到的 Value 其實是切片里面的值拷貝,即淺拷貝。所以每次打印 Value 的地址都不變。

由于 Value 是值拷貝的，并非引用傳遞，所以直接改 Value 是達不到更改原切片值的目的的，需要通過 slice[index] 獲取真實的地址。

go和python切片的不同

go有切片slice類型，python有列表和元組，這兩種語言都有切片操作。

但是它們的切片操作是完全不同的。

首先說第一個，go的切片，其成員是相同類型的，python的列表和元組則不限制類型。

兩種語言都有[a:b]這種切片操作，意義也類似，但是go的a、b兩個參數(shù)不能是負數(shù)，python可以是負數(shù)，此時就相當于從末尾往前數(shù)。

兩種語言都有[a:b:c]這種切片操作，意義卻是完全不同的。go的c，表示的是容量；而python的c表示的是步長。

但是最大的不同，還是：

python的切片產(chǎn)生的是新的對象，對新對象的成員的操作不影響舊對象；go的切片產(chǎn)生的是舊對象一部分的引用，對其成員的操作會影響舊對象。

究其原因，還是底層實現(xiàn)的不同。

go的切片，底層是一個三元組，一個指針，一個長度，一個容量。指針指向一塊連續(xù)的內存，長度是已有成員數(shù)，容量是最大成員數(shù)。切片時，一般并不會申請新的內存，而是對原指針進行移動，然后和新的長度、容量組成一個切片類型值返回。也就是說，go的切片操作通常會和生成該切片的切片共用內存。

不僅是切片，字符串、數(shù)組的切片也是一樣的，通常會共用內存。

當然也有異常情況，那就是切片時，提供的容量過大，此時會申請新內存并拷貝；或者對切片append超出容量，也會如此。這時，新的切片，才不會和老切片共享內存。（如果你切片/創(chuàng)建時提供的容量小于長度，會panic）

python的列表，其實是個指針數(shù)組。當然在下層也會提供一些空位之類的，但基本就是個數(shù)組。對它們切片，會創(chuàng)建新的數(shù)組，注意，是創(chuàng)建新的數(shù)組！python的列表可沒有容量的概念。

這其實也體現(xiàn)了腳本語言和編譯語言的不同。雖然兩個語言都有類似的切片操作；但是python主要目標是方便；go主要目標卻是快速（并彌補丟棄指針運算的缺陷）。 a

Go語言 排序與搜索切片

Go語言標準庫中提供了sort包對整型，浮點型，字符串型切片進行排序，檢查一個切片是否排好序，使用二分法搜索函數(shù)在一個有序切片中搜索一個元素等功能。

關于sort包內的函數(shù)說明與使用，請查看

在這里簡單講幾個sort包中常用的函數(shù)

在Go語言中，對字符串的排序都是按照字節(jié)排序，也就是說在對字符串排序時是區(qū)分大小寫的。

二分搜索算法

Go語言中提供了一個使用二分搜索算法的sort.Search(size,fn)方法：每次只需要比較㏒?n個元素，其中n為切片中元素的總數(shù)。

sort.Search(size,fn)函數(shù)接受兩個參數(shù)：所處理的切片的長度和一個將目標元素與有序切片的元素相比較的函數(shù)，該函數(shù)是一個閉包，如果該有序切片是升序排列，那么在判斷時使用 有序切片的元素 = 目標元素。該函數(shù)返回一個int值，表示與目標元素相同的切片元素的索引。

在切片中查找出某個與目標字符串相同的元素索引

go語言中實現(xiàn)切片(slice)的三種方式

定義一個切片，然后讓切片去引用一個已經(jīng)創(chuàng)建好的數(shù)組。基本語法如下：

索引1：切片引用的起始元素位

索引2：切片只引用該元素位之前的元素

例程如下：

在該方法中，我們未指定容量cap，這里的值為5是系統(tǒng)定義的。

在方法一中，可以用arr數(shù)組名來操控數(shù)組中的元素，也可以通過slice切片來操控數(shù)組中的元素。切片是直接引用數(shù)組，數(shù)組是事先存在的，程序員是可見的。

通過 make 來創(chuàng)建切片，基本語法如下：

make函數(shù)第三個參數(shù)cap即容量是可選的，如果一定要自己注明的話，要注意保證cap≥len。

用該方法可以 指定切片的大小(len)和容量(cap)

例程如下：

由于未賦值系統(tǒng)默認將元素值置為0，即：

數(shù)值類型數(shù)組：????默認值為 0

字符串數(shù)組：? ? ? ?默認值為 ""

bool數(shù)組：? ? ? ? ? ?默認值為 false

在方法二中，通過make方式創(chuàng)建的切片對應的數(shù)組是由make底層維護，對外不可見，即只能通過slice去訪問各個元素。

定義一個切片，直接就指定具體數(shù)組，使用原理類似于make的方式。

例程如下：

當前題目：go語言切片,go語言切片容量
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