Go切片数组深度解析
Go 中的分片数组,实际上有点类似于Java中的ArrayList,是一个可以扩展的数组,但是Go中的切片由比较灵活,它和数组很像,也是基于数组,所以在了解Go切片前我们先了解下数组。
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数组简单描述就由相同类型元素组成的数据结构, 在创建初期就确定了长度,是不可变的。
但是Go的数组类型又和C与Java的数组类型不一样, NewArray 用于创建一个数组,从源码中可以看出最后返回的是 Array{}的指针,并不是第一个元素的指针,在Go中数组属于值类型,在进行传递时,采取的是值传递,通过拷贝整个数组。Go语言的数组是一种有序的struct。
Go 语言的数组有两种不同的创建方式,一种是显示的初始化,一种是隐式的初始化。
注意一定是使用 [...]T 进行创建,使用三个点的隐式创建,编译器会对数组的大小进行推导,只是Go提供的一种语法糖。
其次,Go中数组的类型,是由数值类型和长度两个一起确定的。[2]int 和 [3]int 不是同一个类型,不能进行传参和比较,把数组理解为类型和长度两个属性的结构体,其实就一目了然了。
Go中的数组属于值类型,通常应该存储于栈中,局部变量依然会根据逃逸分析确定存储栈还是堆中。
编译器对数组函数中做两种不同的优化:
在静态区完成赋值后复制到栈中。
总结起来,在不考虑逃逸分析的情况下,如果数组中元素的个数小于或者等于 4 个,那么所有的变量会直接在栈上初始化,如果数组元素大于 4 个,变量就会在静态存储区初始化然后拷贝到栈上。
由于数组是值类型,那么赋值和函数传参操作都会复制整个数组数据。
不管是赋值或函数传参,地址都不一致,发生了拷贝。如果数组的数据较大,则会消耗掉大量内存。那么为了减少拷贝我们可以主动的传递指针呀。
地址是一样的,不过传指针会有一个弊端,从打印结果可以看到,指针地址都是同一个,万一原数组的指针指向更改了,那么函数里面的指针指向都会跟着更改。
同样的我们将数组转换为切片,通过传递切片,地址是不一样的,数组值相同。
切片是引用传递,所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率。
所以,切片属于引用类型。
通过这种方式可以将数组转换为切片。
中间不加三个点就是切片,使用这种方式创建切片,实际上是先创建数组,然后再通过第一种方式创建。
使用make创建切片,就不光编译期了,make创建切片会涉及到运行期。1. 切片的大小和容量是否足够小;
切片是否发生了逃逸,最终在堆上初始化。如果切片小的话会先在栈或静态区进行创建。
切片有一个数组的指针,len是指切片的长度, cap指的是切片的容量。
cap是在初始化切片是生成的容量。
发现切片的结构体是数组的地址指针array unsafe.Pointer,而Go中数组的地址代表数组结构体的地址。
slice 中得到一块内存地址,array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。
也可以通过地址构造切片
nil切片:指的unsafe.Pointer 为nil
空切片:
创建的指针不为空,len和cap为空
当一个切片的容量满了,就需要扩容了。怎么扩,策略是什么?
如果原来数组切片的容量已经达到了最大值,再想扩容, Go 默认会先开一片内存区域,把原来的值拷贝过来,然后再执行 append() 操作。这种情况对现数组的地址和原数组地址不相同。
从上面结果我们可以看到,如果用 range 的方式去遍历一个切片,拿到的 Value 其实是切片里面的值拷贝,即浅拷贝。所以每次打印 Value 的地址都不变。
由于 Value 是值拷贝的,并非引用传递,所以直接改 Value 是达不到更改原切片值的目的的,需要通过 slice[index] 获取真实的地址。
go的数组和切片初始化
数组
数组是内置(build-in)类型,是一组同类型数据的集合。
数组的初始化有多种形式
长度为5的数组,其元素值依次为:1,2,3,4,5
长度为5的数组,其元素值依次为:1,2,0,0,0 。在初始化时没有指定初值的元素将会赋值为其元素类型int的默认值0,string的默认值是 ""
长度为5的数组,其长度是根据初始化时指定的元素个数决定的
长度为5的数组,key:value,其元素值依次为:0,0,1,2,3。在初始化时指定了2,3,4索引中对应的值:1,2,3
长度为5的数组,起元素值依次为:0,0,1,0,3。由于指定了最大索引4对应的值3,根据初始化的元素个数确定其长度为5
切片
数组的长度不可改变,在特定场景中这样的集合就不太适用,Go中提供了一种灵活,功能强悍的内置类型 Slices 切片。
切片可以通过数组来初始化,也可以通过内置函数make()初始化。初始化时len=cap,在追加元素时如果容量cap不足时将按len的 2 倍扩容。
直接初始化切片, [] 表示是切片类型, {1,2,3} 初始化值依次是1,2,3.其cap=len=3
初始化切片s,是数组arr的引用
将arr中从下标startIndex到endIndex-1 下的元素 创建为一个新的切片
缺省endIndex时将表示一直到arr的最后一个元素
缺省startIndex时将表示从arr的第一个元素开始
通过切片s初始化切片s1
通过内置函数make()初始化切片s,[]int 标识为其元素类型为int的切片
Golang 中数组(Array)和切片(Slice)的区别
Go 中数组的长度是不可改变的,而 Slice 解决的就是对不定长数组的需求。他们的区别主要有两点。
数组:
切片:
注意 1
虽然数组在初始化时也可以不指定长度,但 Go 语言会根据数组中元素个数自动设置数组长度,并且不可改变。切片通过 append 方法增加元素:
如果将 append 用在数组上,你将会收到报错:first argument to append must be slice。
注意 2
切片不只有长度(len)的概念,同时还有容量(cap)的概念。因此切片其实还有一个指定长度和容量的初始化方式:
这就初始化了一个长度为3,容量为5的切片。
此外,切片还可以从一个数组中初始化(可应用于如何将数组转换成切片):
上述例子通过数组 a 初始化了一个切片 s。
当切片和数组作为参数在函数(func)中传递时,数组传递的是值,而切片传递的是指针。因此当传入的切片在函数中被改变时,函数外的切片也会同时改变。相同的情况,函数外的数组则不会发生任何变化。
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