引子
因为数组的长度是固定的并且数组长度属于类型的一部分,所以数组有很多的局限性。 例如:
Copy func arraySum (x [ 3 ] int ) int {
sum := 0
for _, v := range x{
sum = sum + v
}
return sum
}
这个求和函数只能接受[3]int
类型,其他的都不支持。 再比如,
数组a中已经有三个元素了,我们不能再继续往数组a中添加新元素了。
切片
切片(Slice)是一个拥有相同类型元素的可变长度的序列。它是基于数组类型做的一层封装。它非常灵活,支持自动扩容。
切片是一个引用类型,它的内部结构包含地址
、长度
和容量
。切片一般用于快速地操作一块数据集合。
切片的定义
声明切片类型的基本语法如下:
其中,
举个例子:
Copy func main () {
// 声明切片类型
var a [] string //声明一个字符串切片
var b = [] int {} //声明一个整型切片并初始化
var c = [] bool { false , true } //声明一个布尔切片并初始化
var d = [] bool { false , true } //声明一个布尔切片并初始化
fmt. Println (a) //[]
fmt. Println (b) //[]
fmt. Println (c) //[false true]
fmt. Println (a == nil ) //true
fmt. Println (b == nil ) //false
fmt. Println (c == nil ) //false
// fmt.Println(c == d) //切片是引用类型,不支持直接比较,只能和nil比较
}
切片的长度和容量
切片拥有自己的长度和容量,我们可以通过使用内置的len()函数求长度,使用内置的cap()函数求切片的容量。
基于数组定义切片
由于切片的底层就是一个数组,所以我们可以基于数组定义切片。
Copy func main () {
// 基于数组定义切片
a := [ 5 ] int { 55 , 56 , 57 , 58 , 59 }
b := a[ 1 : 4 ] //基于数组a创建切片,包括元素a[1],a[2],a[3]
fmt. Println (b) //[56 57 58]
fmt. Printf ( "type of b: %T \n" , b) //type of b:[]int
}
还支持如下方式:
Copy c := a[ 1 :] //[56 57 58 59]
d := a[: 4 ] //[55 56 57 58]
e := a[:] //[55 56 57 58 59]
切片再切片
除了基于数组得到切片,我们还可以通过切片来得到切片。
Copy func main () {
//切片再切片
a := [ ... ] string { "北京" , "上海" , "广州" , "深圳" , "成都" , "重庆" }
fmt. Printf ( "a: %v type: %T len: %d cap: %d \n" , a, a, len (a), cap (a))
b := a[ 1 : 3 ]
fmt. Printf ( "b: %v type: %T len: %d cap: %d \n" , b, b, len (b), cap (b))
c := b[ 1 : 5 ]
fmt. Printf ( "c: %v type: %T len: %d cap: %d \n" , c, c, len (c), cap (c))
}
输出:
Copy a:[北京 上海 广州 深圳 成都 重庆] type :[ 6 ] string len: 6 cap: 6
b:[上海 广州] type :[] string len: 2 cap: 5
c:[广州 深圳 成都 重庆] type :[] string len: 4 cap: 4
对切片进行再切片时,索引不能超过原数组的长度,否则会出现索引越界的错误。
使用make()函数构造切片
我们上面都是基于数组来创建的切片,如果需要动态的创建一个切片,我们就需要使用内置的make()
函数,格式如下:
其中:
举个例子:
Copy func main () {
a := make ([] int , 2 , 10 )
fmt. Println (a) //[0 0]
fmt. Println ( len (a)) //2
fmt. Println ( cap (a)) //10
}
上面代码中a
的内部存储空间已经分配了10个,但实际上只用了2个。 容量并不会影响当前元素的个数,所以len(a)
返回2,cap(a)
则返回该切片的容量。
切片的本质
切片的本质就是对底层数组的封装,它包含了三个信息:底层数组的指针、切片的长度(len)和切片的容量(cap)。
举个例子,现在有一个数组a := [8]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
,切片s1 := a[:5]
,相应示意图如下。
切片s2 := a[3:6]
,相应示意图如下:
切片不能直接比较
切片之间是不能比较的,我们不能使用==
操作符来判断两个切片是否含有全部相等元素。 切片唯一合法的比较操作是和nil
比较。 一个nil
值的切片并没有底层数组,一个nil
值的切片的长度和容量都是0。但是我们不能说一个长度和容量都是0的切片一定是nil
,例如下面的示例:
Copy var s1 [] int //len(s1)=0;cap(s1)=0;s1==nil
s2 := [] int {} //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nil
s3 := make ([] int , 0 ) //len(s3)=0;cap(s3)=0;s3!=nil
所以要判断一个切片是否是空的,要是用len(s) == 0
来判断,不应该使用s == nil
来判断。
切片的赋值拷贝
下面的代码中演示了拷贝前后两个变量共享底层数组,对一个切片的修改会影响另一个切片的内容,这点需要特别注意。
Copy func main () {
s1 := make ([] int , 3 ) //[0 0 0]
s2 := s1 //将s1直接赋值给s2,s1和s2共用一个底层数组
s2[ 0 ] = 100
fmt. Println (s1) //[100 0 0]
fmt. Println (s2) //[100 0 0]
}
切片遍历
切片的遍历方式和数组是一致的,支持索引遍历和for range
遍历。
Copy func main () {
s := [] int { 1 , 3 , 5 }
for i := 0 ; i < len (s); i ++ {
fmt. Println (i, s[i])
}
for index, value := range s {
fmt. Println (index, value)
}
}
append()方法为切片添加元素
Go语言的内建函数append()
可以为切片动态添加元素,每个切片会指向一个底层数组,这个数组的容量够用就添加新增元素。当底层数组不能容纳新增的元素时,切片就会自动按照一定的策略进行“扩容”,此时该切片指向的底层数组就会更换。“扩容”操作往往发生在append()
函数调用时,所以我们通常都需要用原变量接收append函数的返回值。
举个例子:
Copy func main () {
//append()添加元素和切片扩容
var numSlice [] int
for i := 0 ; i < 10 ; i ++ {
numSlice = append (numSlice, i)
fmt. Printf ( " %v len: %d cap: %d ptr: %p \n" , numSlice, len (numSlice), cap (numSlice), numSlice)
}
}
输出:
Copy [ 0 ] len:1 cap:1 ptr:0xc0000a8000
[ 0 1 ] len:2 cap:2 ptr:0xc0000a8040
[ 0 1 2 ] len:3 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[ 0 1 2 3 ] len:4 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[ 0 1 2 3 4 ] len:5 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[ 0 1 2 3 4 5 ] len:6 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[ 0 1 2 3 4 5 6 ] len:7 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[ 0 1 2 3 4 5 6 7 ] len:8 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 ] len:9 cap:16 ptr:0xc0000b8000
[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ] len:10 cap:16 ptr:0xc0000b8000
从上面的结果可以看出:
append()
函数将元素追加到切片的最后并返回该切片。
切片numSlice的容量按照1,2,4,8,16这样的规则自动进行扩容,每次扩容后都是扩容前的2倍。
append()函数还支持一次性追加多个元素。 例如:
Copy var citySlice [] string
// 追加一个元素
citySlice = append (citySlice, "北京" )
// 追加多个元素
citySlice = append (citySlice, "上海" , "广州" , "深圳" )
// 追加切片
a := [] string { "成都" , "重庆" }
citySlice = append (citySlice, a ... )
fmt. Println (citySlice) //[北京 上海 广州 深圳 成都 重庆]
切片的扩容策略
可以通过查看$GOROOT/src/runtime/slice.go
源码,其中扩容相关代码如下:
Copy newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap {
newcap = cap
} else {
if old.len < 1024 {
newcap = doublecap
} else {
// Check 0 < newcap to detect overflow
// and prevent an infinite loop.
for 0 < newcap && newcap < cap {
newcap += newcap / 4
}
// Set newcap to the requested cap when
// the newcap calculation overflowed.
if newcap <= 0 {
newcap = cap
}
}
}
从上面的代码可以看出以下内容:
首先判断,如果新申请容量(cap)大于2倍的旧容量(old.cap),最终容量(newcap)就是新申请的容量(cap)。
否则判断,如果旧切片的长度小于1024,则最终容量(newcap)就是旧容量(old.cap)的两倍,即(newcap=doublecap),
否则判断,如果旧切片长度大于等于1024,则最终容量(newcap)从旧容量(old.cap)开始循环增加原来的1/4,即(newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4})直到最终容量(newcap)大于等于新申请的容量(cap),即(newcap >= cap)
如果最终容量(cap)计算值溢出,则最终容量(cap)就是新申请容量(cap)。
需要注意的是,切片扩容还会根据切片中元素的类型不同而做不同的处理,比如int
和string
类型的处理方式就不一样。
使用copy()函数复制切片
首先我们来看一个问题:
Copy func main () {
a := [] int { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 }
b := a
fmt. Println (a) //[1 2 3 4 5]
fmt. Println (b) //[1 2 3 4 5]
b[ 0 ] = 1000
fmt. Println (a) //[1000 2 3 4 5]
fmt. Println (b) //[1000 2 3 4 5]
}
由于切片是引用类型,所以a和b其实都指向了同一块内存地址。修改b的同时a的值也会发生变化。
Go语言内建的copy()
函数可以迅速地将一个切片的数据复制到另外一个切片空间中,copy()
函数的使用格式如下:
Copy copy (destSlice, srcSlice []T)
其中:
举个例子:
Copy func main () {
// copy()复制切片
a := [] int { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 }
c := make ([] int , 5 , 5 )
copy (c, a) //使用copy()函数将切片a中的元素复制到切片c
fmt. Println (a) //[1 2 3 4 5]
fmt. Println (c) //[1 2 3 4 5]
c[ 0 ] = 1000
fmt. Println (a) //[1 2 3 4 5]
fmt. Println (c) //[1000 2 3 4 5]
}
从切片中删除元素
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来删除元素。 代码如下:
Copy func main () {
// 从切片中删除元素
a := [] int { 30 , 31 , 32 , 33 , 34 , 35 , 36 , 37 }
// 要删除索引为2的元素
a = append (a[: 2 ], a[ 3 :] ... )
fmt. Println (a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}
总结一下就是:要从切片a中删除索引为index
的元素,操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]...)