golang - slice

切片定义

切片是基于数组实现的,它的底层是数组,可以理解为对 底层数组的抽象。切片底层结构并没有使用加锁等方式,不支持并发读写,所以并不是线程安全的

源码包中src/runtime/slice.go 定义了slice的数据结构:

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

slice占用24个字节
- array: 指向底层数组的指针,占用8个字节
- len: 切片的长度,占用8个字节
- cap: 切片的容量,cap 总是大于等于 len 的,占用8个字节

slice有4种初始化方式

// 初始化方式1:直接声明
var slice1 []int

// 初始化方式2:使用字面量
slice2 := []int{1, 2, 3, 4}

// 初始化方式3:使用make创建slice
slice3 := make([]int, 3, 5)         

// 初始化方式4: 从切片或数组“截取”
slcie4 := arr[1:3]
切片和数组的区别:
  • 数组长度不同

数组初始化必须指定长度,并且长度就是固定的

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

  • 函数传参不同

数组是值类型,将一个数组赋值给另一个数组时,传递的是一份深拷贝,函数传参操作都会复制整个数组数据,会占用额外的内存,函数内对数组元素值的修改,不会修改原数组内容。

切片是引用类型,将一个切片赋值给另一个切片时,传递的是一份浅拷贝,函数传参操作不会拷贝整个切片,只会复制len和cap,底层共用同一个数组,不会占用额外的内存,函数内对数组元素值的修改,会修改原数组内容。

  • 计算数组长度方式不同

数组需要遍历计算数组长度,时间复杂度为O(n)

切片底层包含len字段,可以通过len()计算切片长度,时间复杂度为O(1)

切片拷贝
  • 深拷贝
    拷贝的是数据本身,创造一个新对象,新创建的对象与原对象不共享内存,新创建的对象在内存中开辟一个新的内存地址,新对象值修改时不会影响原对象值, 深拷贝的方式有如下两种
  1. copy(slice2, slice1)
func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    slice2 := make([]int, 5, 5)
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    copy(slice2, slice1)
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)
}
  1. 遍历append赋值
func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    slice2 := make([]int, 5, 5)
    for i, v := range slice1 {
        slice2[i] = v
    }
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)

上述两种拷贝的方式,slice2 的地址与slice1 地址不同,所以是深拷贝

  • 浅拷贝
    拷贝的是数据地址,只复制指向的对象的指针,此时新对象和老对象指向的内存地址是一样的,新对象值修改时老对象也会变化

引用类型的变量,默认赋值操作就是浅拷贝,例如如下的
slice2 := slice1

func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    slice2 := slice1
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)
}
//结果:slice1 和slice2 的底层地址相同,即指向同一个底层数组
slice1: [1 2 3 4 5], 0xc00001a120
slice2: [1 2 3 4 5], 0xc00001a120
扩容机制

扩容会发生在slice append的时候,当slice的cap不足以容纳新元素,就会进行扩容,扩容规则如下

如果新申请容量比两倍原有容量大,那么扩容后容量大小 为 新申请容量
如果原有 slice 长度小于 1024, 那么每次就扩容为原来的 2 倍
如果原 slice 长度大于等于 1024, 那么每次扩容就扩为原来的 1.25 倍

注意:切片发生扩容后,底层的数组指针会指向新的扩容后的数组

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