切片的聲明

切片可以看成是數(shù)組的引用（實(shí)際上切片的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確實(shí)是數(shù)組）。在 Go 中，每個(gè)數(shù)組的大小是固定的，不能隨意改變大小，切片可以為數(shù)組提供動(dòng)態(tài)增長(zhǎng)和縮小的需求，但其本身并不存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)。

// 數(shù)組的聲明
var a [5]int //只指定長(zhǎng)度，元素初始化為默認(rèn)值0
var a [5]int{1,2,3,4,5}

// 切片的聲明
// 方法1：直接初始化
var s []int //聲明一個(gè)長(zhǎng)度和容量為 0 的 nil 切片
var s []int{1,2,3,4,5} // 同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)長(zhǎng)度為5的數(shù)組
// 方法2：用make()函數(shù)來(lái)創(chuàng)建切片
var s = make([]int, 0, 5)

// 切分?jǐn)?shù)組：var 變量名 []變量類(lèi)型 = arr[low, high]，low和high為數(shù)組的索引。
// 記住規(guī)則為：左閉右開(kāi)
var arr = [5]int{1,2,3,4,5}
var slice []int = arr[1:4] // [2,3,4]

切片的長(zhǎng)度和容量

切片的長(zhǎng)度是它所包含的元素個(gè)數(shù)。切片的容量是從它的第一個(gè)元素到其底層數(shù)組元素末尾的個(gè)數(shù)。切片 s 的長(zhǎng)度和容量可通過(guò)表達(dá)式 len(s) 和 cap(s) 來(lái)獲取。

s := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
// output: [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 10 10

s1 := s[0:5]
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
// output: [0 1 2 3 4] 5 10

s2 := s[5:]
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
// output: [5 6 7 8 9] 5 5

切片追加元素后長(zhǎng)度和容量的變化

append 函數(shù)

Go 提供了內(nèi)建的 append 函數(shù)，為切片追加新的元素。

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

append 的返回值是一個(gè)包含原切片所有元素加上新添加元素的切片。

s := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
sResult := append(s, 11)
fmt.Println(sResult, len(sResult), cap(sResult))
// output: 
// [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 10 10
// [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11] 11 20

這個(gè)時(shí)候，我們就可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)我們 append 元素進(jìn)入切片時(shí)，原切片的長(zhǎng)度以及容量都發(fā)生了變化，但是它們的變化為什么會(huì)這樣呢？

下面我們一起看看源碼是怎么實(shí)現(xiàn)的。

切片的源代碼學(xué)習(xí)

Go 中切片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以在源碼下的 src/runtime/slice.go 中查看。以下源代碼基于 go1.16.7 版本。

切片的結(jié)構(gòu)體

切片作為數(shù)組的引用，有三個(gè)屬性字段：指向數(shù)組的指針、長(zhǎng)度和容量。

type slice struct {
  // 指向底層數(shù)組的指針
	array unsafe.Pointer
  // slice 當(dāng)前元素個(gè)數(shù)，即 len() 時(shí)返回的數(shù)
	len   int
  // slice 的容量，即 cap() 時(shí)返回的數(shù)
	cap   int
}

切片的擴(kuò)容

slice 通過(guò)調(diào)用 append 函數(shù)來(lái)針對(duì)slice進(jìn)行尾部追加元素，如果此時(shí) slice 的 cap 值小于當(dāng)前 len 加上 append 中傳入值的數(shù)量，就會(huì)調(diào)用 runtime.growslice 函數(shù)，進(jìn)行擴(kuò)容。

我們這里只放出基本的擴(kuò)容規(guī)則的代碼解析，如果對(duì)內(nèi)存對(duì)齊、數(shù)據(jù)拷貝等感興趣，可自行查看對(duì)應(yīng)的源碼。

基本擴(kuò)容規(guī)則

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {
    newcap := old.cap
    doublecap := newcap + newcap
    // 如果新容量大于舊容量的兩倍，則直接按照新容量大小申請(qǐng)
    if cap > doublecap {
			newcap = cap
    } else {
        // 如果原有長(zhǎng)度小于1024，則新容量是舊容量的2倍
        if old.len < 1024 {
            newcap = doublecap
        } else {
            // 按照原有容量的 1/4 增加，直到滿(mǎn)足新容量的需要
            for 0 < newcap && newcap < cap {
                newcap += newcap / 4
            }
            if newcap <= 0 {
                newcap = cap
            }
        }
    }
}

從源碼來(lái)看，實(shí)際上可以整理出幾個(gè)規(guī)則：

當(dāng)原切片長(zhǎng)度小于 1024 時(shí)，新的切片長(zhǎng)度直接加上 append 元素的個(gè)數(shù)，容量則會(huì)直接 *2

當(dāng)原切片長(zhǎng)度大于等于 1024 時(shí)，新的切片長(zhǎng)度直接加上 append 元素的個(gè)數(shù)，容量則會(huì)增加 1/4

總結(jié)

切片是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，保存著切片的容量，長(zhǎng)度以及指向數(shù)組的指針（數(shù)組的地址）。

從源碼來(lái)看，當(dāng)一個(gè)切片進(jìn)行擴(kuò)容時(shí)，會(huì)進(jìn)行 growslice，這是一個(gè)花銷(xiāo)較大的操作，在日常開(kāi)發(fā)中，如果能明確知道切片的長(zhǎng)度或者容量時(shí)，我們需要在初始化的時(shí)候聲明，避免切片頻繁擴(kuò)容而帶來(lái)的花銷(xiāo)。

到此這篇關(guān)于詳解Go語(yǔ)言中切片的長(zhǎng)度與容量的區(qū)別的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go語(yǔ)言 切片長(zhǎng)度與容量?jī)?nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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