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Slice

一个slice会指向一个序列的值,并且包含了长度信息。

[]T的一个元素类型为T的slice。len(s)返回slice s的长度。

slice可以包含任意的类型,包括另一个slice,例如:

// Create a tic-tac-toe board.
game := [][]string{
	[]string{"_", "_", "_"},
	[]string{"_", "_", "_"},
	[]string{"_", "_", "_"},
}

// The players take turns.
game[0][0] = "X"
game[2][2] = "O"
game[2][0] = "X"
game[1][0] = "O"
game[0][2] = "X"

printBoard(game)

切分

slice 可以重新切片,创建一个新的 slice 值指向相同的数组。

表达式

s[lo:hi]

表示从 lo 到 hi-1 的 slice 元素,含前端,不包含后端。因此s[lo:lo]是空的。

构造

slice是一个带有point(指向数组的指针),Len(数组中实际有值的个数),Cap(数组的容量)。如下图所示:

可由函数 make 创建。这会分配一个全是零值的数组并且返回一个 slice 指向这个数组:

a := make([]int, 5)  // len(a)=5

为了指定容量,可传递第三个参数到make:

b := make([]int, 0, 5) // len(b)=0, cap(b)=5

添加元素

Go 提供了一个内建函数 append:

func append(s []T, vs ...T) []T

append函数就理解为往slice中加入一个值,如果未达到容量(len<cap)那么就直接往数组中加值,如果达到容量(len = cap)那么就增加一个新的元素空间,将值放在里面。

下面将通过一个程序来理解append的底层工作原理:

func appendInt(x []int, y int) []int {
    var z []int
    zlen := len(x) + 1
    if zlen <= cap(x) {
        // There is room to grow.  Extend the slice.
        z = x[:zlen]
    } else {
        // There is insufficient space.  Allocate a new array.
        // Grow by doubling, for amortized linear complexity.
        zcap := zlen
        if zcap < 2*len(x) {
            zcap = 2 * len(x)
        }
        z = make([]int, zlen, zcap)
        copy(z, x) // a built-in function; see text
    }
    z[len(x)] = y
    return z
}

每次调用appendInt函数,必须先检测slice底层数组是否有足够的容量来保存新添加的元素。如果有足够空间的话,直接扩展slice(依然在原有的底层数组之上),将新添加的y元素复制到新扩展的空间,并返回slice。因此,输入的x和输出的z共享相同的底层数组。

如果没有足够的增长空间的话,appendInt函数则会先分配一个足够大的slice用于保存新的结果,先将输入的x复制到新的空间,然后添加y元素。结果z和输入的x引用的将是不同的底层数组

为了提高内存使用效率,新分配的数组一般略大于保存x和y所需要的最低大小。通过在每次扩展数组时直接将长度翻倍从而避免了多次内存分配,也确保了添加单个元素操的平均时间是一个常数时间。

这个程序演示了效果:

func main() {
    var x, y []int
    for i := 0; i < 10; i++ {
        y = appendInt(x, i)
        fmt.Printf("%d cap=%d\t%v\n", i, cap(y), y)
        x = y
    }
}

每一次容量的变化都会导致重新分配内存和copy操作:

0  cap=1    [0]
1  cap=2    [0 1]
2  cap=4    [0 1 2]
3  cap=4    [0 1 2 3]
4  cap=8    [0 1 2 3 4]
5  cap=8    [0 1 2 3 4 5]
6  cap=8    [0 1 2 3 4 5 6]
7  cap=8    [0 1 2 3 4 5 6 7]
8  cap=16   [0 1 2 3 4 5 6 7 8]
9  cap=16   [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

内置的append函数可能使用比appendInt更复杂的内存扩展策略。因此,通常我们并不知道append调用是否导致了内存的重新分配,因此我们也不能确认新的slice和原始的slice是否引用的是相同的底层数组空间。同样,我们不能确认在原先的slice上的操作是否会影响到新的slice。因此,通常是将append返回的结果直接赋值给输入的slice变量:

runes = append(runes, r)

更新slice变量不仅对调用append函数是必要的,实际上对应任何可能导致长度、容量或底层数组变化的操作都是必要的。要正确地使用slice,需要记住尽管底层数组的元素是间接访问的,但是slice对应结构体本身的指针、长度和容量部分是直接访问的。

遍历

for 循环的 range 格式可以对 slice 或者 map 进行迭代循环。

当使用 for 循环遍历一个 slice 时,每次迭代 range 将返回两个值。 第一个是当前下标(序号),第二个是该下标所对应元素的一个拷贝。

import "fmt"

var pow = []int{1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128}

func main() {
	for i, v := range pow {
		fmt.Printf("2**%d = %d\n", i, v)
	}
}