Golang中切片的用法与本质详解

发布日期：2025-01-03 18:39    点击次数：50

前言 Go 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切片("动态数组"),与数组相比切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大 Go的切片类型为处理同类型数据序列提供一个方便而高效的方式。 切片有些类似于其他语言中的数组，但是有一些不同寻常的特性。 本文将深入切片的本质，并讲解它的用法。 数组 Go的切片是在数组之上的抽象数据类型，因此在了解切片之前必须要先理解数组。 数组类型定义了长度和元素类型。例如， [4]int 类型表示一个四个整数的数组。 数组的长度是固定的，长度是数组类型的一部分（  [4]int 和  [5]int 是完全不同的类型）。 数组可以以常规的索引方式访问，表达式  s[n] 访问数组的第 n 个元素。 数组不需要显式的初始化；数组的零值是可以直接使用的，数组元素会自动初始化为其对应类型的零值： 类型 [4]int 对应内存中四个连续的整数： Go的数组是值语义。一个数组变量表示整个数组，它不是指向第一个元素的指针（不像 C 语言的数组）。 当一个数组变量被赋值或者被传递的时候，实际上会复制整个数组。 （为了避免复制数组，你可以传递一个指向数组的指针，但是数组指针并不是数组。） 可以将数组看作一个特殊的struct，结构的字段名对应数组的索引，同时成员的数目固定。 数组的字面值像这样： 当然，也可以让编译器统计数组字面值中元素的数目： 这两种写法， b 都是对应  [2]string 类型。 切片 数组虽然有适用它们的地方，但是数组不够灵活，因此在Go代码中数组使用的并不多。 但是，切片则使用得相当广泛。切片基于数组构建，但是提供更强的功能和便利。 切片类型的写法是 []T ，  T 是切片元素的类型。和数组不同的是，切片类型并没有给定固定的长度。 切片的字面值和数组字面值很像，不过切片没有指定元素个数： 切片可以使用内置函数 make 创建，函数签名为： 其中T代表被创建的切片元素的类型。函数 make 接受一个类型、一个长度和一个可选的容量参数。 调用  make 时，内部会分配一个数组，然后返回数组对应的切片。 当容量参数被忽略时，它默认为指定的长度。下面是简洁的写法： 可以使用内置函数 len 和  cap 获取切片的长度和容量信息。 接下来的两个小节将讨论长度和容量之间的关系。 切片的零值为 nil 。对于切片的零值，  len 和  cap 都将返回0。 切片也可以基于现有的切片或数组生成。切分的范围由两个由冒号分割的索引对应的半开区间指定。 例如，表达式 b[1:4] 创建的切片引用数组  b 的第1到3个元素空间（对应切片的索引为0到2）。 切片的开始和结束的索引都是可选的；它们分别默认为零和数组的长度。 下面语法也是基于数组创建一个切片： 切片的内幕 一个切片是一个数组片段的描述。它包含了指向数组的指针，片段的长度， 和容量（片段的最大长度）。 前面使用 make([]byte, 5) 创建的切片变量  s 的结构如下： 长度是切片引用的元素数目。容量是底层数组的元素数目（从切片指针开始）。 关于长度和容量和区域将在下一个例子说明。 我们继续对 s 进行切片，观察切片的数据结构和它引用的底层数组： 切片操作并不复制切片指向的元素。它创建一个新的切片并复用原来切片的底层数组。 这使得切片操作和数组索引一样高效。因此，通过一个新切片修改元素会影响到原始切片的对应元素。 前面创建的切片 s 长度小于它的容量。我们可以增长切片的长度为它的容量： 切片增长不能超出其容量。增长超出切片容量将会导致运行时异常，就像切片或数组的索引超 出范围引起异常一样。同样，不能使用小于零的索引去访问切片之前的元素。 切片的生长（copy and append 函数） 要增加切片的容量必须创建一个新的、更大容量的切片，然后将原有切片的内容复制到新的切片。 整个技术是一些支持动态数组语言的常见实现。下面的例子将切片 s 容量翻倍，先创建一个2倍 容量的新切片  t ，复制  s 的元素到  t ，然后将  t 赋值给  s ： 循环中复制的操作可以由 copy 内置函数替代。copy 函数将源切片的元素复制到目的切片。 它返回复制元素的数目。 copy 函数支持不同长度的切片之间的复制（它只复制较短切片的长度个元素）。 此外，  copy 函数可以正确处理源和目的切片有重叠的情况。 使用 copy 函数，我们可以简化上面的代码片段： 一个常见的操作是将数据追加到切片的尾部。下面的函数将元素追加到切片尾部， 必要的话会增加切片的容量，最后返回更新的切片： 下面是 AppendByte 的一种用法： 类似 AppendByte 的函数比较实用，因为它提供了切片容量增长的完全控制。 根据程序的特点，可能希望分配较小的活较大的块，或则是超过某个大小再分配。 但大多数程序不需要完全的控制，因此Go提供了一个内置函数 append ， 用于大多数场合；它的函数签名： append 函数将  x 追加到切片  s 的末尾，并且在必要的时候增加容量。 如果是要将一个切片追加到另一个切片尾部，需要使用 ... 语法将第2个参数展开为参数列表。 由于切片的零值 nil 用起来就像一个长度为零的切片，我们可以声明一个切片变量然后在循环 中向它追加数据： 可能的“陷阱” 正如前面所说，切片操作并不会复制底层的数组。整个数组将被保存在内存中，直到它不再被引用。 有时候可能会因为一个小的内存引用导致保存所有的数据。 例如， FindDigits 函数加载整个文件到内存，然后搜索第一个连续的数字，最后结果以切片方式返回。 这段代码的行为和描述类似，返回的 []byte 指向保存整个文件的数组。因为切片引用了原始的数组， 导致 GC 不能释放数组的空间；只用到少数几个字节却导致整个文件的内容都一直保存在内存里。 要修复整个问题，可以将感兴趣的数据复制到一个新的切片中： 可以使用 append 实现一个更简洁的版本。 总结 以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。