一、切片
切片(Slice)是一個擁有相同類型元素的可變長度的序列。它是基於數組類型做的一層封裝。它非常靈活,支持自動擴容。
切片是一個引用類型,它的內部結構包含地址
、長度
和容量
。切片一般用於快速地操作一塊數據集合。
1.1 切片的定義
聲明切片類型的基本語法如下:
var name []T
其中,
- name:表示變量名
- T:表示切片中的元素類型
舉個例子:
func main() {
// 聲明切片類型
var a []string //聲明一個字符串切片
var b = []int{} //聲明一個整型切片並初始化
var c = []bool{false, true} //聲明一個布爾切片並初始化
var d = []bool{false, true} //聲明一個布爾切片並初始化
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) //切片是引用類型,不支持直接比較,只能和nil比較
}
還支持如下方式:
c := a[1:] //[56 57 58 59]
d := a[:4] //[55 56 57 58]
e := a[:] //[55 56 57 58 59]
1.1.1 切片的長度和容量
切片擁有自己的長度和容量,我們可以通過使用內置的len()函數求長度,使用內置的cap()函數求切片的容量。
1.1.2 基於數組定義切片
由於切片的底層就是一個數組,所以我們可以基於數組定義切片。
func main() {
// 基於數組定義切片
a := [5]int{55, 56, 57, 58, 59}
b := a[1:4] //基於數組a創建切片,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
}
還支持如下方式:
c := a[1:] //[56 57 58 59]
d := a[:4] //[55 56 57 58]
e := a[:] //[55 56 57 58 59]
1.1.3 切片再切片
除了基於數組得到切片,我們還可以通過切片來得到切片。
func main() {
//切片再切片
a := [...]string{"北京", "上海", "廣州", "深圳", "成都", "重慶"}
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))
}
輸出:
a:[北京 上海 廣州 深圳 成都 重慶] type:[6]string len:6 cap:6
b:[上海 廣州] type:[]string len:2 cap:5
c:[廣州 深圳 成都 重慶] type:[]string len:4 cap:4
注意: 對切片進行再切片時,索引不能超過原數組的長度,否則會出現索引越界的錯誤。
1.1.4 使用make()函數構造切片
我們上面都是基於數組來創建的切片,如果需要動態的創建一個切片,我們就需要使用內置的make()
函數,格式如下:
make([]T, size, cap)
其中:
- T:切片的元素類型
- size:切片中元素的數量
- cap:切片的容量
舉個例子:
func main() {
a := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a) //[0 0]
fmt.Println(len(a)) //2
fmt.Println(cap(a)) //10
}
上面代碼中a
的內部存儲空間已經分配了10個,但實際上只用了2個。 容量並不會影響當前元素的個數,所以len(a)
返回2,cap(a)
則返回該切片的容量。
1.2 切片不能直接比較
切片之間是不能比較的,我們不能使用==
操作符來判斷兩個切片是否含有全部相等元素。 切片唯一合法的比較操作是和nil
比較。 一個nil
值的切片並沒有底層數組,一個nil
值的切片的長度和容量都是0。但是我們不能說一個長度和容量都是0的切片一定是nil
,例如下面的示例:
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
所以要判斷一個切片是否是空的,要是用len(s) == 0
來判斷,不應該使用s == nil
來判斷。
1.3 切片的賦值拷貝
下面的代碼中演示了拷貝前後兩個變量共享底層數組,對一個切片的修改會影響另一個切片的內容,這點需要特別注意。
func main() {
s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
s2 := s1 //將s1直接賦值給s2,s1和s2共用一個底層數組
s2[0] = 100
fmt.Println(s1) //[100 0 0]
fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}
1.4 切片遍歷
切片的遍歷方式和數組是一致的,支持索引遍歷和for range
遍歷。
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)
}
}
1.5 append()方法爲切片添加元素
Go語言的內建函數append()
可以爲切片動態添加元素,每個切片會指向一個底層數組,這個數組的容量夠用就添加新增元素。當底層數組不能容納新增的元素時,切片就會自動按照一定的策略進行“擴容”,此時該切片指向的底層數組就會更換。“擴容”操作往往發生在append()
函數調用時,所以我們通常都需要用原變量接收append函數的返回值。
舉個例子:
func main() {
//append()添加元素和切片擴容
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)
}
}
輸出:
[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
從上面的結果可以看出:
append()
函數將元素追加到切片的最後並返回該切片。- 切片numSlice的容量按照1,2,4,8,16這樣的規則自動進行擴容,每次擴容後都是擴容前的2倍。
append()函數還支持一次性追加多個元素。 例如:
var citySlice []string
// 追加一個元素
citySlice = append(citySlice, "北京")
// 追加多個元素
citySlice = append(citySlice, "上海", "廣州", "深圳")
// 追加切片
a := []string{"成都", "重慶"}
citySlice = append(citySlice, a...)
fmt.Println(citySlice) //[北京 上海 廣州 深圳 成都 重慶]
1.6 切片的擴容策略
可以通過查看$GOROOT/src/runtime/slice.go
源碼,其中擴容相關代碼如下:
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
}
}
}
從上面的代碼可以看出以下內容:
- 首先判斷,如果新申請容量(cap)大於2倍的舊容量(old.cap),最終容量(newcap)就是新申請的容量(cap)。
- 否則判斷,如果舊切片的長度小於1024,則最終容量(newcap)就是舊容量(old.cap)的兩倍,即(newcap=doublecap),
- 否則判斷,如果舊切片長度大於等於1024,則最終容量(newcap)從舊容量(old.cap)開始循環增加原來的1/4,即(newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4})直到最終容量(newcap)大於等於新申請的容量(cap),即(newcap >= cap)
- 如果最終容量(cap)計算值溢出,則最終容量(cap)就是新申請容量(cap)。
需要注意的是,切片擴容還會根據切片中元素的類型不同而做不同的處理,比如int
和string
類型的處理方式就不一樣。
1.7 使用copy()函數複製切片
首先我們來看一個問題:
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]
}
由於切片是引用類型,所以a和b其實都指向了同一塊內存地址。修改b的同時a的值也會發生變化。
Go語言內建的copy()
函數可以迅速地將一個切片的數據複製到另外一個切片空間中,copy()
函數的使用格式如下:
copy(destSlice, srcSlice []T)
其中:
- srcSlice: 數據來源切片
- destSlice: 目標切片
舉個例子:
func main() {
// copy()複製切片
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
c := make([]int, 5, 5)
copy(c, a) //使用copy()函數將切片a中的元素複製到切片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]
}