我們今天要來(lái)講一個(gè)非常細(xì)節(jié)的小知識(shí)，這個(gè)知識(shí)被大多數(shù) Go 語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)者無(wú)視了，它就是切片的三種特殊狀態(tài) —— 「零切片」、「空切片」和「nil 切片」。

切片被視為 Go 語(yǔ)言中最為重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，有趣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)讓它成了 Go 語(yǔ)言面試中最為常見(jiàn)的考點(diǎn)。切片的底層是一個(gè)數(shù)組，切片的表層是一個(gè)包含三個(gè)變量的結(jié)構(gòu)體，當(dāng)我們將一個(gè)切片賦值給另一個(gè)切片時(shí)，本質(zhì)上是對(duì)切片表層結(jié)構(gòu)體的淺拷貝。結(jié)構(gòu)體中第一個(gè)變量是一個(gè)指針，指向底層的數(shù)組，另外兩個(gè)變量分別是切片的長(zhǎng)度和容量。

type slice struct {
  array unsafe.Pointer
  length int
  capcity int
}

我們今天要講的特殊狀態(tài)之一「零切片」其實(shí)并不是什么特殊的切片，它只是表示底層數(shù)組的二進(jìn)制內(nèi)容都是零。比如下面代碼中的 s 變量就是一個(gè)「零切片」

var s = make([]int, 10)
fmt.Println(s)
------------
[0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

如果是一個(gè)指針類(lèi)型的切片，那么底層數(shù)組的內(nèi)容就全是 nil

var s = make([]*int, 10)
fmt.Println(s)
------------
[<nil> <nil> <nil> <nil> <nil> <nil> <nil> <nil> <nil> <nil>]

零切片還是比較易于理解的，這部分我也就不再以鉆牛角尖的形式繼續(xù)自我拷問(wèn)。

下面我們要引入「空切片」和 「nil 切片」，在理解它們的區(qū)別之前我們先看看一個(gè)長(zhǎng)度為零的切片都有那些形式可以創(chuàng)建出來(lái)

var s1 []int
var s2 = []int{}
var s3 = make([]int, 0)
// new 函數(shù)返回是指針類(lèi)型，所以需要使用 * 號(hào)來(lái)解引用
var s4 = *new([]int)
fmt.Println(len(s1), len(s2), len(s3), len(s4))
fmt.Println(cap(s1), cap(s2), cap(s3), cap(s4))
fmt.Println(s1, s2, s3, s4)
----------------
0 0 0 0
0 0 0 0
[] [] [] []

上面這四種形式從輸出結(jié)果上來(lái)看，似乎一摸一樣，沒(méi)區(qū)別。但是實(shí)際上是有區(qū)別的，我們要講的兩種特殊類(lèi)型「空切片」和「 nil 切片」，就隱藏在上面的四種形式之中。

我們?nèi)绾蝸?lái)分析三面四種形式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)別呢？接下里要使用到 Go 語(yǔ)言的高級(jí)內(nèi)容，通過(guò) unsafe.Pointer 來(lái)轉(zhuǎn)換 Go 語(yǔ)言的任意變量類(lèi)型。

因?yàn)榍衅膬?nèi)部結(jié)構(gòu)是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，包含三個(gè)機(jī)器字大小的整型變量，其中第一個(gè)變量是一個(gè)指針變量，指針變量里面存儲(chǔ)的也是一個(gè)整型值，只不過(guò)這個(gè)值是另一個(gè)變量的內(nèi)存地址。我們可以將這個(gè)結(jié)構(gòu)體看成長(zhǎng)度為 3 的整型數(shù)組 [3]int。然后將切片變量轉(zhuǎn)換成 [3]int。

var s1 []int
var s2 = []int{}
var s3 = make([]int, 0)
var s4 = *new([]int)
var a1 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s1))
var a2 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s2))
var a3 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s3))
var a4 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s4))
fmt.Println(a1)
fmt.Println(a2)
fmt.Println(a3)
fmt.Println(a4)
---------------------
[0 0 0]
[824634199592 0 0]
[824634199592 0 0]
[0 0 0]

從輸出中我們看到了明顯的神奇的讓人感到意外的難以理解的不一樣的結(jié)果。

其中輸出為 [0 0 0] 的 s1 和 s4 變量就是「 nil 切片」，s2 和 s3 變量就是「空切片」。824634199592 這個(gè)值是一個(gè)特殊的內(nèi)存地址，所有類(lèi)型的「空切片」都共享這一個(gè)內(nèi)存地址。

var s2 = []int{}
var s3 = make([]int, 0)
var a2 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s2))
var a3 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s3))
fmt.Println(a2)
fmt.Println(a3)
var s5 = make([]struct{ x, y, z int }, 0)
var a5 = *(*[3]int)(unsafe.Pointer(&s5))
fmt.Println(a5)
--------
[824634158720 0 0]
[824634158720 0 0]
[824634158720 0 0]

用圖形來(lái)表示「空切片」和「 nil 切片」如下

空切片指向的 zerobase 內(nèi)存地址是一個(gè)神奇的地址，從 Go 語(yǔ)言的源代碼中可以看到它的定義

//// runtime/malloc.go
// base address for all 0-byte allocations
var zerobase uintptr
// 分配對(duì)象內(nèi)存
func mallocgc(size uintptr, typ *_type, needzero bool) unsafe.Pointer {
	...
	if size == 0 {
		return unsafe.Pointer(&zerobase)
	}
    ...
}
//// runtime/slice.go
// 創(chuàng)建切片
func makeslice(et *_type, len, cap int) slice {
  ...
     p := mallocgc(et.size*uintptr(cap), et, true)
	 return slice{p, len, cap}
}

最后一個(gè)問(wèn)題是：「 nil 切片」和 「空切片」在使用上有什么區(qū)別么？

答案是完全沒(méi)有任何區(qū)別！No！不對(duì)，還有一個(gè)小小的區(qū)別！請(qǐng)看下面的代碼

package main
import "fmt"
func main() {
	var s1 []int
	var s2 = []int{}
	fmt.Println(s1 == nil)
	fmt.Println(s2 == nil)
	fmt.Printf("%#v\n", s1)
	fmt.Printf("%#v\n", s2)
}
-------
true
false
[]int(nil)
[]int{}

所以為了避免寫(xiě)代碼的時(shí)候把腦袋搞昏的最好辦法是不要?jiǎng)?chuàng)建「 空切片」，統(tǒng)一使用「 nil 切片」，同時(shí)要避免將切片和 nil 進(jìn)行比較來(lái)執(zhí)行某些邏輯。這是官方的標(biāo)準(zhǔn)建議。

The former declares a nil slice value, while the latter is non-nil but zero-length. They are functionally equivalent—their len and cap are both zero—but the nil slice is the preferred style.

「空切片」和「 nil 切片」有時(shí)候會(huì)隱藏在結(jié)構(gòu)體中，這時(shí)候它們的區(qū)別就被太多的人忽略了，下面我們看個(gè)例子

type Something struct {
	values []int
}
var s1 = Something{}
var s2 = Something{[]int{}}
fmt.Println(s1.values == nil)
fmt.Println(s2.values == nil)
--------
true
false

可以發(fā)現(xiàn)這兩種創(chuàng)建結(jié)構(gòu)體的結(jié)果是不一樣的！

「空切片」和「 nil 切片」還有一個(gè)極為不同的地方在于 JSON 序列化

type Something struct {
	Values []int
}
var s1 = Something{}
var s2 = Something{[]int{}}
bs1, _ := json.Marshal(s1)
bs2, _ := json.Marshal(s2)
fmt.Println(string(bs1))
fmt.Println(string(bs2))
---------
{"Values":null}
{"Values":[]}

Ban! Ban! Ban! 它們的 json 序列化結(jié)果居然也不一樣！

到此這篇關(guān)于Go 語(yǔ)言中切片的三種特殊狀態(tài)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go 語(yǔ)言切片內(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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