Go数组与切片轻松掌握

目录

• 数组（array）
• 初始化数组
• 数组赋值
• 遍历数组
• 数组对比
• 切片（slice）
• 切片的性质
• 切片初始化
• 切片赋值
• 切片的容量
• append以及扩容

在 Go 中，数组和切片的功能其实是类似的，都是用来存储一种类型元素的集合。数组是固定长度的，而切片的长度是可以调整的

数组（array）

我们在声明一个数组的时候据必须要定义它的长度，并且不能修改。

数组的长度是其类型的一部分：比如，[2]int 和 [4]int 是两个不同的数组类型。

初始化数组

// 1. 创建一维数组
// 元素都是默认值
var arr1 [3]int
// 指定长度并设置初始值
var arr2 = [3]int{1, 2, 3}
var arr3 [3]int = [3]int{1, 2, 3}
// 自动推导数组长度
var arr4 = [...]int{1, 2, 3}
// 指定特定下标的元素的值，其他的为默认值
var arr5 = [3]int{1: 9}
// 2. 创建多维数组 与一维数组类似，不再赘述
var arr6 = [3][2]int{{1, 2}, {3, 4}, {5, 6}}
fmt.Println(arr1)
fmt.Println(arr2)
fmt.Println(arr3)
fmt.Println(arr4)
fmt.Println(arr5)
fmt.Println(arr6)

------结果----------------------------
[0 0 0]
[1 2 3]
[1 2 3]
[1 2 3]
[0 9 0]
[[1 2] [3 4] [5 6]]

数组赋值

var arr = [3]int{1, 2, 3}
fmt.Println(arr)
arr[2] = 9
fmt.Println(arr)

------结果----------------------------
[1 2 3]
[1 2 9]

遍历数组

方法一：for 循环遍历

var arr = [3]int{1, 2, 3}
for i := 0; i < len(arr); i++ {
	fmt.Println(arr[i])
}

------结果----------------------------
1
2
3

方法二：for range 循环遍历

使用 index 和 value 分别接收每次循环到的位置的下标和值

var arr = [3]int{1, 2, 3}
for index, value := range arr {
	fmt.Printf("index:%d value:%d\n", index, value)
}

------结果----------------------------
index:0 value:1
index:1 value:2
index:2 value:3

数组对比

数组比较的方法比较简单，使用 == 符号即可

var arr = [3]int{1, 2, 3}
var arr2 = [3]int{1, 2, 3}
fmt.Println(arr == arr2)
var arr3 = [...]int{1, 2, 3}
fmt.Println(arr == arr3)
var arr4 = [...]int{1, 2, 4}
fmt.Println(arr == arr4)

------结果----------------------------
true
true
false

不能比较长度不同的数组类型，否则编译器会报错，如下：

var arr = [3]int{1, 2, 3}
var arr5 = [...]int{1, 2}
fmt.Println(arr == arr5)

切片（slice）

切片的性质

切片类型的定义

type slice struct {
    array unsafe.Pointer //指向数组的指针
    len int //切片的长度，可以理解为切片表示的元素的个数
    cap int //容量，指针所指向的数组长度（从指针位置向后）
}

切片的特性

• 切片是一个引用类型，是对数组的一个连续片段的引用
• 切片本身是一个结构体，通过值拷贝传递
• 切片的 cap 一定是大于等于 len 的

切片初始化

//直接声明并赋值
s0 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
//通过数组或者切片获取
arr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5}
s1 := s0[:] // 切片 s0 中的全部元素
s2 := s0[:2] // 切片 s0 第一个元素到第二个元素
s3 := arr[3:] // 数组 arr 从第四个元素开始向后的所有元素
s4 := arr[0:0] // 创建一个空切片
//通过 make(t Type, size ...IntegerType) 初始化，
//接受的第一个 int 表示切片长度，第二个表示容量大小。如果只有一个int参数则默认长度和容量是相同的
s5 := make([]int, 5) //创建一个长度为 5 切片，
s6 := make([]int, 5, 8) //创建一个长度为 5 容量为 8 的int型切片（长度为5的部分会被初始化为默认值）
fmt.Println(s0, s1, s2, s3, s4, s5 ,s6)

-------结果-----------------------------------
[1 2 3 4 5] [1 2 3 4 5] [1 2] [4 5] [] [0 0 0 0 0] [0 0 0 0 0]

切片赋值

和数组相同根据 index 赋值

//直接声明并赋值
s0 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Println(s0)
s0[0] = 999
fmt.Println(s0)

-------结果-----------------------------------
[1 2 3 4 5]
[999 2 3 4 5]

切片的容量

我们可以通过 len(slice) 获取一个切片的长度，可以通过 cap(slice) 获取一个切片的容量。

容量：指针所指向的数组长度（从指针位置向后），如何理解 从指针位置向后 这个意思，通过代码观察：

s0 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
s1 := s0[1:3] //第二个元素到第三个元素
fmt.Printf("len: %d\n", len(s1))
fmt.Printf("cap: %d\n", cap(s1))
fmt.Println(s1 )

------结果---------------
len: 2
cap: 4
[2 3]

如上，s1 实际指向的数组是 s0 的数组的一个连续片段。

所有我们可以使用 cap 把切片 s1 指向的数组（指针向后，包含指针）的去拿不元素都获取到：

s0 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
s1 := s0[1:3]
s2 := s1[:cap(s1)]
fmt.Printf("len: %d\n", len(s2))
fmt.Printf("cap: %d\n", cap(s2))
fmt.Println(s2)

-------结果------------
len: 4
cap: 4
[2 3 4 5]

append以及扩容

append 可以动态地向切片中追加元素

s0 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
s0 = append(s0, 6, 7, 8, 9, 10) //追加元素
fmt.Printf("len: %d\n", len(s0))
fmt.Printf("cap: %d\n", cap(s0))
fmt.Println(s0)
s1 := []int{11, 12, 13, 14, 15}
s0 = append(s0, s1...) //追加切片，切片需要解包
fmt.Printf("len: %d\n", len(s0))
fmt.Printf("cap: %d\n", cap(s0))
fmt.Println(s0)

len: 10

cap: 10

[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]

len: 15

cap: 20

[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15]

我们可以发现，在第二次和第三次追加元素的时候，切片的容量发生了变化，两次都是扩充为之前容量的两倍。

但是一定都是两倍扩容吗？事实上不是的，如以下代码：

s0 := make([]int, 1000)
fmt.Printf("len: %d, cap: %d\n", len(s0), cap(s0))
s0 = append(s0, make([]int, 200)...)
fmt.Printf("len: %d, cap: %d\n", len(s0), cap(s0))
s0 = append(s0, make([]int, 400)...)
fmt.Printf("len: %d, cap: %d\n", len(s0), cap(s0))

-----结果--------------------------
len: 1000, cap: 1000
len: 1200, cap: 1536
len: 1600, cap: 2304

可以发现第一次扩容后，容量变为 1536，第二次扩容后容量又变成了 2304，并不是什么两倍的关系。

通过查看 append 源码中的容量计算部分

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {
	...
newcap := old.cap
	doublecap := newcap + newcap
	if cap > doublecap {
		newcap = cap
	} else {
		const threshold = 256
		if old.cap < threshold {
			newcap = doublecap //小容量直接扩容到两倍容量
		} else {
			// Check 0 < newcap to detect overflow
			// and prevent an infinite loop.
			for 0 < newcap && newcap < cap {
				// Transition from growing 2x for small slices
				// to growing 1.25x for large slices. This formula
				// gives a smooth-ish transition between the two.
				//大容量取消了 1.25 倍扩容，选择了一个更为平滑的扩容方案
				newcap += (newcap + 3*threshold) / 4
			}
			// Set newcap to the requested cap when
			// the newcap calculation overflowed.
			if newcap <= 0 {
				newcap = cap
			}
		}
	}
	var overflow bool
	var lenmem, newlenmem, capmem uintptr
	// Specialize for common values of et.size.
	// For 1 we don't need any division/multiplication.
	// For goarch.PtrSize, compiler will optimize division/multiplication into a shift by a constant.
	// For powers of 2, use a variable shift.
	switch {
	case et.size == 1:
		lenmem = uintptr(old.len)
		newlenmem = uintptr(cap)
		capmem = roundupsize(uintptr(newcap))
		overflow = uintptr(newcap) > maxAlloc
		newcap = int(capmem)
	case et.size == goarch.PtrSize:
		lenmem = uintptr(old.len) * goarch.PtrSize
		newlenmem = uintptr(cap) * goarch.PtrSize
		capmem = roundupsize(uintptr(newcap) * goarch.PtrSize)
		overflow = uintptr(newcap) > maxAlloc/goarch.PtrSize
		newcap = int(capmem / goarch.PtrSize)
	case isPowerOfTwo(et.size):
		var shift uintptr
		if goarch.PtrSize == 8 {
			// Mask shift for better code generation.
			shift = uintptr(sys.Ctz64(uint64(et.size))) & 63
		} else {
			shift = uintptr(sys.Ctz32(uint32(et.size))) & 31
		}
		lenmem = uintptr(old.len) << shift
		newlenmem = uintptr(cap) << shift
		capmem = roundupsize(uintptr(newcap) << shift)
		overflow = uintptr(newcap) > (maxAlloc >> shift)
		newcap = int(capmem >> shift)
	default:
		lenmem = uintptr(old.len) * et.size
		newlenmem = uintptr(cap) * et.size
		capmem, overflow = math.MulUintptr(et.size, uintptr(newcap))
		capmem = roundupsize(capmem)
		newcap = int(capmem / et.size)
	}
	...
    return slice{p, old.len, newcap}
}

从源码中可以得知：

• 当需要的容量大于两倍旧切片的容量时,需要的容量
• 就是新容量当需要的容量小于两倍旧切片的容量时, 判断是否旧切片的长度, 如果小于 256 , 那么新的容量就是两倍旧的容量，当大于等于 256 时, 会选择一个过度算法 newcap += (newcap + 3*256) / 4 不断增加，直至大于等于需要的容量
• 特殊的一点是，后面的 capmem = roundupsize(uintptr(newcap) * et.size) 这个方法，做了内存对齐，导致最后算出的容量大于等于推算出来的容量，至于内存对齐都做了哪些操作，还有待研究。

到此这篇关于Golang数组与切片轻松掌握的文章就介绍到这了,更多相关Golang数组和切片内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！