Golang-绕不开的数组和切片总结
原创Golang-绕不开的数组和切片总结
原创
前言
Go语言中slice和数组是非常像的两种数据结构，但是切片（slice）比数组更好用，Go更推荐slice。当然在面试中也是出现频率非常高的，总结一些数组和slice常见的问题。
1.数组与切片的区别
切片（slice）结构的本质对数组的封装，都可以通过下标来访问单个元素。 数组是定长，定义好长度就不能再改变，不同的长度代表不同的类型 数组是一片连续的内存 切片可以动态扩容，类型与长度无关 切片实际上是一个结构体，包含三个字段：长度、容量，底层数组
//数组
array := [3]int{1, 2, 3}
//切片
slice := []int{1, 2, 3}
//切片底层结构
//src/runtime/slice.go
type slice struct {
array unsafe.Pointer //指向底层数组
len int //长度
cap int //容量
}2.nil slice和空 slice的区别
nil slice：声明为切片，但是没有分配内存,切片的指针是nil。
//只有声明的切片才会产生nil切片,而且还没有分配内存
var slice []int
var slice = *new([]int)空 slice：切片指针指向了一个数组内存地址，但是数组是空的, 空切片有两种方式产生。
//len和cap都为0
s1 := []int{} //1.空切片，没有任何元素
s2 := make( []int, 0) //2.make 切片，没有任何元素3.切片是如何截取的
截取是创建切片的一种常见方式，可以从数据或者slice直接截取，需要指定起止索引位置。 基于已有的数组或者slice进行创建新的slice对象时。新slice和老slice共用底层数据，因此对底层数组的更改都会影响到彼此。前提是两者共用底层数组，如果因为执行append操作使得slice的底层数组发生了扩容，两者就就不会相互影响了，关键点就是是否共用了底层数组
截取的方式：
data := [...]int{1,2,3,4,5}
//1：low(开始位置) 2：high(结束位置) 4：max(容量)
slice := data[1:2:4]那么low、high、max之间有怎么样的关系呢？首先data可以是slice也可以是数组。low是低索引值，是闭区间，也就是第一个元素的索引下标位置是low：而high则是开区间，什么是开区间呢，就是不包含这个值，比如最后一个元素只能是high-1出的下标元素值。而容量大小为max-1。 满足以下关系：
- max >= high >= low
- high == low时，新slice为空
- high和max需要在原始的数组或者slice容量范围内
4.内建函数make和new的区别
make和new的函数形式如下
func make(t Type, size ...IntegerType) Type
func new(Type) *Type相同点：Go语言用来分配内存的函数 不同点： 1：适用的类型不同：make适用于给slice、map、channel分配内存，new适用于int类型、数组、结构体等值类型 2：返回类型不同：make返回一个值，new返回一个指向变量指针 3：make分配空间后会进行初始化， new分配的空间会被清零
//make创建一个长度为0，容量为5的int类型切片
s := make([]int, 0 ,5)
//new分配一个零值得int型
a = new(int)
*a = 55.切片作为函数参数会被改变吗
我们知道Go的切片(slice)是引用类型的值，它有以下一些特性。
- Go的slice类型中包含了一个array指针以及len和cap两个int类型的成员
- Go中的参数传递实际都是值传递，将slice作为参数传递时，函数中会创建一个slice参数的副本，这个副本同样也包含array,len,cap这三个成员
- 副本中的array指针与原slice指向同一个地址，所以当修改副本slice的元素时，原slice的元素值也会被修改。但是如果修改的是副本slice的len和cap时，原slice的len和cap仍保持不变
- 如果在操作副本时由于扩容操作导致重新分配了副本slice的array内存地址，那么之后对副本slice的操作则完全无法影响到原slice，包括slice中的元素
通过几个场景来感受下不同情况下slice作为函数参数值的变化。
5.1：在函数中修改slice的成员值:
slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Printf("slice1: %v\n", slice1)
fmt.Printf("address of slice1: %p %p\n", slice1, &slice1)
// 重置数据
resetSlice(slice1)
fmt.Printf("slice1 after reset: %v\n", slice1)
fmt.Printf("address of slice1 after reset: %p %p\n", slice1, &slice1)
//重置函数
func resetSlice(slice2 []int) {
for i := 0; i < len(slice2); i++ {
slice2[i] = slice2[i] + i*10
}
fmt.Printf("address of weight: %p %p\n\n", slice2, &slice2)
}上面的输出结果：
slice1: [1 2 3 4 5]
address of slice1: 0xc000088630 0xc000094860
address of slice2: 0xc000088630 0xc0000948c0
slice2 after reset: [1 12 23 34 45]
slice1 after reset: [1 12 23 34 45]
address of slice1 after reset: 0xc000088630 0xc000094860可以看出函数中修改了slice2的值，原来的slice1的值也改变了。因为函数参数传递时，实际上传递的是引用指向的地址。函数实际上另外开辟了一个临时变量weight来存放这个引用的值，新变量的地址是0xc0000948c0。而实际修改的是slice2指向的地址0xc000088630存放的值，所以可以看到slice1也改变了。
5.2：在函数中向slice进行append新成员:
myWeight := make([]int, 1, 3)
fmt.Printf("myWeight: %v\n", myWeight)
fmt.Printf("address of myWeight: %p %p\n", myWeight, &myWeight)
fmt.Printf("myWeight len: %v, cap: %v\n\n", len(myWeight), cap(myWeight))
// 添加数据
addWeightRecord(myWeight)
fmt.Printf("myWeight after add: %v\n", myWeight)
fmt.Printf("address of myWeight after add: %p %p\n", myWeight, &myWeight)
fmt.Printf("myWeight len: %v, cap: %v\n", len(myWeight), cap(myWeight))
//添加数据函数
func addWeightRecord(weight []int) {
weightCap := cap(weight)
weight[0] = 10
fmt.Printf("cap of weight: %v\n\n", weightCap)
for i := 0; i < weightCap-1; i++ {
weight = append(weight, i)
}
fmt.Printf("weight: %v\n", weight)
fmt.Printf("address of weight: %p %p\n", weight, &weight)
fmt.Printf("weight len: %v, cap: %v\n", len(weight), cap(weight))
}上面输出结果
myWeight: [0]
address of myWeight: 0xc0001acaa0 0xc0001a68c0
myWeight len: 1, cap: 3
cap of weight: 3
weight: [10 0 1]
address of weight: 0xc0001acaa0 0xc0001a6920
weight len: 3, cap: 3
myWeight after add: [10]
address of myWeight after add: 0xc0001acaa0 0xc0001a68c0
myWeight len: 1, cap: 3先看现象：函数中修改slice中的变量值后，外部slice也同样进行了修改。但是向slice中append添加元素时，外部的slice并未进行添加元素，那么这又是什么原因导致的呢？ 我们知道slice的底层是由指向数组的指针、len、cap组成的结构体，对第一个元素的修改，内外的slice的第一个元素值都是10，因为内外slice都是指向的slice的地址0xc0001acaa0。但是append的时候weight的len会变化为3，cap不会变（未超过容量）。但是myWeight的len不会变，所以只能读到第一个元素值10。
5.3:在函数中向slice进行append新成员，并超出cap:
接着场景2，如果append对应的循环weightCap-1改成6，会发现函数内部出现了扩容。slice中对应的array指向的地址会发生变化，是两个不同的slice.
6.切片的容量增长
slice切片的扩容对于append向slice添加元素时，假如容量cap够用，追加新元素进去，slice的len会增加。如果容量不够，则slice先进行扩容得到新的slice，然后将元素追加到新slice。
扩容规则
当切片slice容量小于1024时，将以两倍速度进行扩容，也就是新的slice容量将会是原slice容量的两倍。当切片容量较大时（原slice的容量大于等于1024），为了避免空间浪费，将采用较小的扩容倍速（新的扩容将大于等于原来1.25倍）。其实很多网上的总结是1.25倍，但是在实际扩容时需要考虑内存对齐，所以扩容时大于等于1.25倍的。
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