GoLang中的切片擴(kuò)容機(jī)制

[5]int 是數(shù)組，而 []int 是切片。二者看起來相似，實(shí)則是根本上不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

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切片的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，包含一個(gè)指向數(shù)組的指針 array ，當(dāng)前長度 len ，以及最大容量 cap 。在使用 make([]int, len) 創(chuàng)建切片時(shí)，實(shí)際上還有第三個(gè)可選參數(shù) cap ，也即 make([]int, len, cap) 。在不聲明 cap 的情況下，默認(rèn) cap=len 。當(dāng)切片長度沒有超過容量時(shí)，對切片新增數(shù)據(jù)，不會(huì)改變 array 指針的值。

當(dāng)對切片進(jìn)行 append 操作，導(dǎo)致長度超出容量時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建新的數(shù)組，這會(huì)導(dǎo)致和原有切片的分離。在下例中

由于 a 的長度超出了容量，所以切片 a 指向了一個(gè)增長后的新數(shù)組，而 b 仍然指向原來的老數(shù)組。所以之后對 a 進(jìn)行的操作，對 b 不會(huì)產(chǎn)生影響。

試比較

本例中， a 的容量為6，因此在 append 后并未超出容量，所以 array 指針沒有改變。因此，對 a 進(jìn)行的操作，對 b 同樣產(chǎn)生了影響。

下面看看用 a := []int{} 這種方式來創(chuàng)建切片會(huì)是什么情況。

可以看到，空切片的容量為0，但后面向切片中添加元素時(shí)，并不是每次切片的容量都發(fā)生了變化。這是因?yàn)椋绻龃笕萘?，也即需要?jiǎng)?chuàng)建新數(shù)組，這時(shí)還需要將原數(shù)組中的所有元素復(fù)制到新數(shù)組中，開銷很大，所以GoLang設(shè)計(jì)了一套擴(kuò)容機(jī)制，以減少需要?jiǎng)?chuàng)建新數(shù)組的次數(shù)。但這導(dǎo)致無法很直接地判斷 append 時(shí)是否創(chuàng)建了新數(shù)組。

如果一次添加多個(gè)元素，容量又會(huì)怎樣變化呢？試比較下面兩個(gè)例子：

那么，是不是說，當(dāng)向一個(gè)空切片中插入 2n-1 個(gè)元素時(shí)，容量就會(huì)被設(shè)置為 2n 呢？我們來試試其他的數(shù)據(jù)類型。

可以看到，根據(jù)切片對應(yīng)數(shù)據(jù)類型的不同，容量增長的方式也有很大的區(qū)別。相關(guān)的源碼包括： src/runtime/msize.go ， src/runtime/mksizeclasses.go 等。

我們再看看切片初始非空的情形。

可以看到，與剛剛向空切片添加5個(gè)int的情況一致，向有3個(gè)int的切片中添加2個(gè)int，容量增長為6。

需要注意的是， append 對切片擴(kuò)容時(shí)，如果容量超過了一定范圍，處理策略又會(huì)有所不同。可以看看下面這個(gè)例子。

具體為什么會(huì)是這樣的變化過程，還需要從 源碼 中尋找答案。下面是 src/runtime/slice.go 中的 growslice 函數(shù)中的核心部分。

GoLang中的切片擴(kuò)容機(jī)制，與切片的數(shù)據(jù)類型、原本切片的容量、所需要的容量都有關(guān)系，比較復(fù)雜。對于常見數(shù)據(jù)類型，在元素?cái)?shù)量較少時(shí)，大致可以認(rèn)為擴(kuò)容是按照翻倍進(jìn)行的。但具體情況需要具體分析。

go語言中實(shí)現(xiàn)切片(slice)的三種方式

定義一個(gè)切片，然后讓切片去引用一個(gè)已經(jīng)創(chuàng)建好的數(shù)組?；菊Z法如下：

索引1：切片引用的起始元素位

索引2：切片只引用該元素位之前的元素

例程如下：

在該方法中，我們未指定容量cap，這里的值為5是系統(tǒng)定義的。

在方法一中，可以用arr數(shù)組名來操控?cái)?shù)組中的元素，也可以通過slice切片來操控?cái)?shù)組中的元素。切片是直接引用數(shù)組，數(shù)組是事先存在的，程序員是可見的。

通過 make 來創(chuàng)建切片，基本語法如下：

make函數(shù)第三個(gè)參數(shù)cap即容量是可選的，如果一定要自己注明的話，要注意保證cap≥len。

用該方法可以 指定切片的大小(len)和容量(cap)

例程如下：

由于未賦值系統(tǒng)默認(rèn)將元素值置為0，即：

數(shù)值類型數(shù)組：????默認(rèn)值為 0

字符串?dāng)?shù)組：? ? ? ?默認(rèn)值為 ""

bool數(shù)組：? ? ? ? ? ?默認(rèn)值為 false

在方法二中，通過make方式創(chuàng)建的切片對應(yīng)的數(shù)組是由make底層維護(hù)，對外不可見，即只能通過slice去訪問各個(gè)元素。

定義一個(gè)切片，直接就指定具體數(shù)組，使用原理類似于make的方式。

例程如下：

Go 切片內(nèi)存分配

切片是數(shù)組的抽象。 切片使用數(shù)組作為底層結(jié)構(gòu)。 切片包含三個(gè)組件：容量，長度和指向底層數(shù)組的指針。

通過使用 append 或 copy 函數(shù)可以增加切片的容量。 append 函數(shù)可以為數(shù)組的末尾增加值，并在需要時(shí)增加容量。

當(dāng)前儲存空間存不下數(shù)據(jù)時(shí)，空間會(huì)以之前的空間數(shù)*2

比如：

定義 numbers 的數(shù)組長度為5 ，空間給他10，并追加數(shù)據(jù)到切片。

空間為10， 當(dāng)我們再添加一個(gè)數(shù)據(jù)到切片時(shí)候，空間是多少了呢？

得到數(shù)據(jù)為20，和我們設(shè)想的一樣。

切片中的數(shù)據(jù)是共用內(nèi)存，也就是我們選區(qū)切片區(qū)間的某一個(gè)值，并且在這個(gè)小對象中進(jìn)行數(shù)據(jù)的修改，會(huì)影響整個(gè)切片的值，在開發(fā)當(dāng)中非常要注意這種。

舉個(gè)例子：

取了一個(gè)first 和second 這兩個(gè)數(shù)據(jù)重合的數(shù)據(jù)是2.

打印一下：

雖然在second 中修改了數(shù)據(jù)，但是影響到了大對象numbers 的數(shù)據(jù)，還有一個(gè)要注意的是，first 小對象，他的內(nèi)存分配是5，second 的空間是4，這是為啥呢？原來，這樣取的小對象切片，的空間是這個(gè)切片加上大對象末尾的值

開發(fā)中如果修改了其中的一個(gè)變量，但是又不想影響大對象，這個(gè)時(shí)候會(huì)傻掉。

那如何去獲取一個(gè)和numbers 一樣的數(shù)據(jù)，但是又不會(huì)影響numbers呢？

我們copy一份numbers

輸出一下結(jié)果：

好，不懂在座的各位看懂了沒有。沒有影響的，通過copy 切片再去修改切片的值，是不會(huì)印象原切片的。

Go切片數(shù)組深度解析

Go 中的分片數(shù)組，實(shí)際上有點(diǎn)類似于Java中的ArrayList,是一個(gè)可以擴(kuò)展的數(shù)組，但是Go中的切片由比較靈活，它和數(shù)組很像，也是基于數(shù)組，所以在了解Go切片前我們先了解下數(shù)組。

數(shù)組簡單描述就由相同類型元素組成的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu), 在創(chuàng)建初期就確定了長度，是不可變的。

但是Go的數(shù)組類型又和C與Java的數(shù)組類型不一樣， NewArray 用于創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組，從源碼中可以看出最后返回的是 Array{}的指針，并不是第一個(gè)元素的指針，在Go中數(shù)組屬于值類型，在進(jìn)行傳遞時(shí)，采取的是值傳遞，通過拷貝整個(gè)數(shù)組。Go語言的數(shù)組是一種有序的struct。

Go 語言的數(shù)組有兩種不同的創(chuàng)建方式，一種是顯示的初始化，一種是隱式的初始化。

注意一定是使用 [...]T 進(jìn)行創(chuàng)建，使用三個(gè)點(diǎn)的隱式創(chuàng)建，編譯器會(huì)對數(shù)組的大小進(jìn)行推導(dǎo)，只是Go提供的一種語法糖。

其次，Go中數(shù)組的類型，是由數(shù)值類型和長度兩個(gè)一起確定的。[2]int 和 [3]int 不是同一個(gè)類型，不能進(jìn)行傳參和比較，把數(shù)組理解為類型和長度兩個(gè)屬性的結(jié)構(gòu)體，其實(shí)就一目了然了。

Go中的數(shù)組屬于值類型，通常應(yīng)該存儲于棧中，局部變量依然會(huì)根據(jù)逃逸分析確定存儲棧還是堆中。

編譯器對數(shù)組函數(shù)中做兩種不同的優(yōu)化：

在靜態(tài)區(qū)完成賦值后復(fù)制到棧中。

總結(jié)起來，在不考慮逃逸分析的情況下，如果數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)小于或者等于 4 個(gè)，那么所有的變量會(huì)直接在棧上初始化，如果數(shù)組元素大于 4 個(gè)，變量就會(huì)在靜態(tài)存儲區(qū)初始化然后拷貝到棧上。

由于數(shù)組是值類型，那么賦值和函數(shù)傳參操作都會(huì)復(fù)制整個(gè)數(shù)組數(shù)據(jù)。

不管是賦值或函數(shù)傳參，地址都不一致，發(fā)生了拷貝。如果數(shù)組的數(shù)據(jù)較大，則會(huì)消耗掉大量內(nèi)存。那么為了減少拷貝我們可以主動(dòng)的傳遞指針呀。

地址是一樣的，不過傳指針會(huì)有一個(gè)弊端，從打印結(jié)果可以看到，指針地址都是同一個(gè)，萬一原數(shù)組的指針指向更改了，那么函數(shù)里面的指針指向都會(huì)跟著更改。

同樣的我們將數(shù)組轉(zhuǎn)換為切片，通過傳遞切片，地址是不一樣的，數(shù)組值相同。

切片是引用傳遞，所以它們不需要使用額外的內(nèi)存并且比使用數(shù)組更有效率。

所以，切片屬于引用類型。

通過這種方式可以將數(shù)組轉(zhuǎn)換為切片。

中間不加三個(gè)點(diǎn)就是切片,使用這種方式創(chuàng)建切片，實(shí)際上是先創(chuàng)建數(shù)組，然后再通過第一種方式創(chuàng)建。

使用make創(chuàng)建切片，就不光編譯期了，make創(chuàng)建切片會(huì)涉及到運(yùn)行期。1. 切片的大小和容量是否足夠小；

切片是否發(fā)生了逃逸，最終在堆上初始化。如果切片小的話會(huì)先在?；蜢o態(tài)區(qū)進(jìn)行創(chuàng)建。

切片有一個(gè)數(shù)組的指針，len是指切片的長度, cap指的是切片的容量。

cap是在初始化切片是生成的容量。

發(fā)現(xiàn)切片的結(jié)構(gòu)體是數(shù)組的地址指針array unsafe.Pointer，而Go中數(shù)組的地址代表數(shù)組結(jié)構(gòu)體的地址。

slice 中得到一塊內(nèi)存地址，array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。

也可以通過地址構(gòu)造切片

nil切片：指的unsafe.Pointer 為nil

空切片：

創(chuàng)建的指針不為空，len和cap為空

當(dāng)一個(gè)切片的容量滿了，就需要擴(kuò)容了。怎么擴(kuò)，策略是什么？

如果原來數(shù)組切片的容量已經(jīng)達(dá)到了最大值，再想擴(kuò)容， Go 默認(rèn)會(huì)先開一片內(nèi)存區(qū)域，把原來的值拷貝過來，然后再執(zhí)行 append() 操作。這種情況對現(xiàn)數(shù)組的地址和原數(shù)組地址不相同。

從上面結(jié)果我們可以看到，如果用 range 的方式去遍歷一個(gè)切片，拿到的 Value 其實(shí)是切片里面的值拷貝,即淺拷貝。所以每次打印 Value 的地址都不變。

由于 Value 是值拷貝的，并非引用傳遞，所以直接改 Value 是達(dá)不到更改原切片值的目的的，需要通過 slice[index] 獲取真實(shí)的地址。

網(wǎng)頁題目：go語言切片容量可以多大 go 定義切片
網(wǎng)站地址：http://jinyejixie.com/article12/hpsddc.html

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