go slice使用

1. 简介

在go中，slice是一种动态数组类型，其底层实现中使用了数组。slice有以下特点：

*slice本身并不是数组，它只是一个引用类型，包含了一个指向底层数组的指针，以及长度和容量。
*slice的长度可以动态扩展或缩减，通过append和copy操作可以增加或删除slice中的元素。
*slice的容量是指在底层数组中slice可以继续扩展的长度，容量可以通过make函数进行设置。

Slice 的底层实现是一个包含了三个字段的结构体：

type`slice`struct {
    ptr uintptr // 指向底层数组的指针
    len int     // slice 的长度
    cap int     // slice 的容量
}

当一个新的slice被创建时，Go会为其分配一个底层数组，并且把指向该数组的指针、长度和容量信息存储在slice结构体中。底层数组的长度一般会比slice的容量要大，以便在append操作时有足够的空间存储新元素。

当一个slice作为参数传递给函数时，其实是传递了一个指向底层数组的指针，这也就意味着在函数内部对slice的修改也会反映到函数外部。

在进行切片操作时，slice 的指针和长度信息不会发生变化，只有容量信息会发生变化。如果切片操作的结果仍然是一个 slice，那么它所引用的底层数组仍然和原来的slice是同一个数组。

需要注意的是，当一个slice被传递给一个新的变量或者作为参数传递给函数时，并不会复制底层数组，而是会共享底层数组。因此，如果对一个slice的元素进行修改，可能会影响到共享底层数组的其他slice。如果需要复制一个slice，可以使用copy函数。

2. 使用

slice的使用包括定义、初始化、添加、删除、查找等操作。

2.1 slice定义

slice是一个引用类型，可以通过声明变量并使用make()函数来创建一个slice：

var sliceName []T
sliceName := make([]T, length, capacity)

其中，T代表该切片可以保存的元素类型，length代表预留的元素数量，capacity代表预分配的存储空间。

2.2 初始化

slice有两种初始化的方式：声明时初始化和使用append()函数初始化：

// 声明时初始化
sliceName := []T{value1, value2, ..., valueN}

// 使用append()函数进行初始化
sliceName := make([]T, 0, capacity)
sliceName = append(sliceName, value1, value2, ..., valueN)

2.3 获取slice元素

slice中的元素可以通过索引的方式来获取，与c/c++类似，go的索引也是从0开始的：

sliceName[index]

2.4 添加元素到slice中

可以通过使用append()函数将元素添加到slice中。如果slice的容量不足，则会自动扩展。语法如下：

sliceName = append(sliceName, value1, value2, ..., valueN)

2.5 删除slice中的元素

可以使用append()函数和切片操作来从slice中删除元素。使用append()函数时，需要将带有要删除元素的切片放在最后。语法如下：

// 通过切片操作删除元素
sliceName = append(sliceName[:index], sliceName[index+1:]...)

// 通过append()函数删除元素
sliceName = append(sliceName[:index], sliceName[index+1:]...)

如上所见，二者的表现形式是一样的，但内部实现是不同的：

使用append()进行删除的方式，实际上是将后面的元素向前移动一个位置，然后通过重新切片的方式来删除最后一个元素。这种方式会创建一个新的底层数组，并将原来的元素复制到新的数组中，因此在删除多个元素时可能会导致内存分配和复制开销较大，影响性能
使用切片语法进行删除，底层数组中被删除元素的位置仍然存在，但是这些位置不再包含有效的数据。这种方式的性能比使用append()进行删除要好，尤其是在删除多个元素时，因为它不需要创建新的底层数组，也不需要复制元素。但是，这种方式可能会导致底层数组中存在大量未使用的空间，浪费内存

需要注意的是，在切片中删除元素时，会重新分配内存并复制元素，因此删除元素的成本会相对较高。为了减少内存分配和复制元素的次数，可以使用copy函数将后面的元素复制到前面，然后将切片的长度减少。具体实现方法可以参考下面的：

// 删除切片中指定位置的元素
func removeElement(slice []int, index int) []int {
    copy(slice[index:], slice[index+1:])
    return slice[:len(slice)-1]
}

2.6 查找slice中的元素

可以使用for和range遍历slice来实现元素查询：

// 使用for循环和range关键字遍历Slice
for index, value := range sliceName {
    if value == targetValue {
        // 找到了目标元素
        break
    }
}

2.7 切片操作

可以使用切片操作来获取子切片，操作如下：

// 切片操作：获取从第i个元素到第j个元素的子切片
sliceName[i:j]

// 切片操作：获取从第i个元素到第j个元素，且容量为k的子切片
sliceName[i:j:k]

3. 关于slice扩容

在Go语言中，slice会随着元素的增加而动态扩容。当容量不足时，slice会自动重新分配内存，将原有元素复制到新的底层数组中，并在新数组后面添加新的元素。

slice的扩容机制可以描述为：当slice的长度超过了底层数组的容量时，Go语言会按照一定的策略重新分配一块更大的内存，并将原来的元素复制到新的内存中，然后再添加新元素。具体的策略如下：

如果新长度（即len(s)+1）小于等于原长度（即cap(s)），则slice不需要扩容，直接添加元素即可。
如果新长度大于原长度且小于原长度的两倍（即 cap(s)*2），则新slice的容量就是原来的两倍，也就是说将底层数组扩容为原来的两倍，并将原来的元素复制到新的数组中。
如果新长度大于原长度的两倍，会尝试使用新长度作为容量，如果仍然不够，则按照扩容倍数（默认是 2）来扩容。

需要注意的是，slice扩容是一个开销比较大的操作，因为需要重新分配内存、复制数据等。所以在编写代码时应该尽可能地减少slice扩容的次数，以提高程序的性能。

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posted @ 2023-04-27 10:20 落雷阅读(154) 评论(0) 编辑收藏举报

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