原文是将数组和切换放在同一节介绍,我个人觉得篇幅太长因此将切片(Slice)单独拆成一节。 切片是在数组的基础上包装出来的一个数据类型,当时更加方便、灵活。与数组不同,切片是引用类型(引用的仍是底层数组)。中文切片 翻译的可能有点生硬,但是也没其他更好的词,后面我会交替着用中文切片 和英文slice 。
声明切片
slice的声明方式为[]T
,跟数组的声明方式仅有一个区别,就是方括号内没有n
或...
。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
a := [5]int{76, 77, 78, 79, 80}
var b []int = a[1:4] //creates a slice from a[1] to a[3]
fmt.Println(b)
}
a[start:end]
用来基于数组a
创建一个切片,切取的元素范围为start
到end -1
。因此a[1:4]
切取了数组a
的索引为1
到3
的元素,然后赋值给切片元素b
。因此切片b
的元素为[77 78 79]
。这里我们声明切片b
也可以使用简写形式:b := a[1:4]
。
我们也可以通过字面量来声明并初始化切片:
Copy package main
import "fmt"
func main() {
c := []int{6, 7, 8} //creates and array and returns a slice reference
fmt.Println(c)
}
修改切片
切片仅仅是在数组的基础上包装出来的一个数据类型,修改切片元素时本质上修改的还是底层的数组。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
darr := [...]int{57, 89, 90, 82, 100, 78, 67, 69, 59}
dslice := darr[2:5]
fmt.Println("array before",darr)
for i := range dslice {
dslice[i]++
}
fmt.Println("array after",darr)
}
Copy array before [57 89 90 82 100 78 67 69 59]
array after [57 89 91 83 101 78 67 69 59]
可以看出我们修改切片的值归根结底还是修改的底层数组的值。
基于同一个数组创建可以创建多个slice,其中通过任何一个slice改变元素,会影响到其他slice和底层的数组。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
numa := [3]int{78, 79 ,80}
nums1 := numa[:] //creates a slice which contains all elements of the array
nums2 := numa[:]
fmt.Println("array before change",numa)
nums1[0] = 100
fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa, nums1, nums2)
nums2[1] = 101
fmt.Println("array after modification to slice nums2", numa, nums1, nums2)
numa[0] = 200
fmt.Println("array after modification to array numa", numa, nums1, nums2)
}
Copy array before change [78 79 80]
array after modification to slice nums1 [100 79 80] [100 79 80] [100 79 80]
array after modification to slice nums2 [100 101 80] [100 101 80] [100 101 80]
array after modification to array numa [200 101 80] [200 101 80] [200 101 80]
可以看出,由于切片nums1
和nums2
底层共享数组numa
,因此这两个切片,任何一个改变底层的元素都会反应到另一个切片上面(本质上都是改变的数组的元素)。不过这种共享一个数组的特性最好不要用,因为一个切片在容量吃紧时会重新开辟新的底层数组,所以本来共享的好好的,说不定啥时候就翻脸不认人了,这点下面马上会介绍。
切片的长度和容量
切片长度 :切片包含的元素个数,通过len
函数获取。
切片容量 :底层数组从切片切取起始索引 开始到数组末尾 的长度,通过cap
函数获取。
我们写个例子来理解下这点。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
fruitarray := [...]string{"apple", "orange", "grape", "mango", "water melon", "pine apple", "chikoo"}
fruitslice := fruitarray[1:3]
fmt.Printf("length of slice %d capacity %d", len(fruitslice), cap(fruitslice))
}
Copy length of slice 2 capacity 6
我们不仅可以在一个数组上切片,还可以再一个切片的基础上再次切片,但是切片切取上限时切片的当前容量。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
fruitarray := [...]string{"apple", "orange", "grape", "mango", "water melon", "pine apple", "chikoo"}
fruitslice := fruitarray[1:3]
fmt.Printf("length of slice %d capacity %d\n", len(fruitslice), cap(fruitslice)) //length of is 2 and capacity is 6
fruitslice = fruitslice[:cap(fruitslice)] //re-slicing furitslice till its capacity
fmt.Println("After re-slicing length is",len(fruitslice), "and capacity is",cap(fruitslice))
fmt.Println(fruitslice)
}
Copy length of slice 2 capacity 6
After re-slicing length is 6 and capacity is 6
[orange grape mango water melon pine apple chikoo]
追加元素
数组的长度固定不可变,因此不太灵活。而切片是动态长度可变的,可以通过append
函数不断的给切片添加元素。append
函数的定义如下:
Copy func append(s []T, x ...T) []T
现在你估计会问,既然数组长度是固定不可变的,切片底层也是基于数组实现的,那么切片怎么做到动态长度可变的呢?
答案其实很简单,跟某些其他编程语言实现的机制类似,Golang中的切片会在底层数组长度吃紧时重新开辟新的、更大的数组,然后将原数组中的所有元素拷贝进来。这点可以通过一个例子来说明:
Copy package main
import "fmt"
func main() {
cars := []string{"Ferrari", "Honda", "Ford"}
fmt.Println("cars:", cars, "has old length", len(cars), "and capacity", cap(cars)) //capacity of cars is 3
cars = append(cars, "Toyota")
fmt.Println("cars:", cars, "has new length", len(cars), "and capacity", cap(cars)) //capacity of cars is doubled to 6
}
Copy cars: [Ferrari Honda Ford] has old length 3 and capacity 3
cars: [Ferrari Honda Ford Toyota] has new length 4 and capacity 6
现在我们再次看一下前面数组共享的例子:切片nums1
修改元素会反应到切片nums2
和底层的数组numa
上,这有一个前提就是必须是共享一个底层数组,如果切片nums1
由于不停的append
元素导致底层数组更换,就不再会跟nums2
共享底层数组numa
,也就不会再互相影响了:
Copy package main
import "fmt"
func main() {
numa := [3]int{78, 79 ,80}
nums1 := numa[:] //creates a slice which contains all elements of the array
nums2 := numa[:]
fmt.Println("array before change",numa)
nums1[0] = 100
fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa, nums1, nums2)
nums2[1] = 101
fmt.Println("array after modification to slice nums2", numa, nums1, nums2)
numa[0] = 200
fmt.Println("array after modification to array numa", numa, nums1, nums2)
nums1 = append(nums1, 36)
nums3 := nums1[:]
nums1[0] = 300
fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa, nums1, nums2, nums3)
nums1 = append(nums1, 37)
nums1[0] = 400
fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa, nums1, nums2, nums3)
nums1 = append(nums1, 38, 39, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 101, 102)
nums1[0] = 500
fmt.Println("array after modification to slice nums1", numa, nums1, nums2, nums3)
}
切片 类型的零值为nil
,称为空切片。空切片的长度和容量均为0。切片是动态的,即使是空切片也可以动态添加新元素:
Copy package main
import "fmt"
func main() {
var names []string //zero value of a slice is nil
if names == nil {
fmt.Println("slice is nil going to append")
names = append(names, "John", "Sebastian", "Vinay")
fmt.Println("names contents:", names)
fmt.Println("names capacity:", cap(names))
names = append(names, "Tom")
fmt.Println("names capacity:", cap(names))
names = append(names, "Joy")
fmt.Println("names capacity:", cap(names))
}
}
Copy slice is nil going to append
names contents: [John Sebastian Vinay]
names capacity: 4
names capacity: 4
names capacity: 8
我们可以借助append
函数的可变参数(x ...T
),将一个切片所有元素追加到另外一个切片中:
Copy package main
import "fmt"
func main() {
veggies := []string{"potatoes","tomatoes","brinjal"}
fruits := []string{"oranges","apples"}
food := append(veggies, fruits...)
fmt.Println("food:",food)
}
Copy food: [potatoes tomatoes brinjal oranges apples]
使用make
声明切片
可以使用make
函数来声明切片,语法如下:
Copy func make([]T, len, cap) []T
其中第三个参数cap
非必填,默认值为跟len
相同。make
函数原理就是创建一个数组,并基于该数组切出一个切片返回。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
i := make([]int, 5, 5)
fmt.Println(i)
}
切片类型的函数参数
值传递是说变量赋值时直接传递变量的值,而不是变量的引用(或地址);而引用传递则是传递变量的引用,并不会传递变量本身的值。听起来比较抽象,其实非常简单,试想一下,假如某个数组变量存储了非常非常多的元素,每次传递该变量都将所有的元素考过来考过去效率肯定非常低,但是直接传递该数组变量的引用(或地址)效率就非常高。这里我们仅讨论下值传递和引用传递的不同,这二者并没有绝对的好坏,只不过不同的传递方式适用于不同的场景罢了,比如函数式编程就推崇函数调用时按值传递,函数应该是纯函数,每次以相同的参数去调用一个纯函数应该是幂等的。
Golang中的切片可以按以下结构理解:
Copy type slice struct {
Length int
Capacity int
ZerothElement *byte
}
可看出一个切片主要包括三项:长度,容量以及首个切片元素的指针。当将切片作为参数传递个函数进行调用时,虽然本质上仍然是按值传递,但是指针指向的底层数组还是同一个。因此,如果我们在函数内部修改了切片参数的元素,也会影响到原切片。
Copy package main
import "fmt"
func subtactOne(numbers []int) {
for i := range numbers {
numbers[i] -= 2
}
}
func main() {
nos := []int{8, 7, 6}
fmt.Println("slice before function call", nos)
subtactOne(nos) //function modifies the slice
fmt.Println("slice after function call", nos) //modifications are visible outside
}
Copy slice before function call [8 7 6]
slice after function call [6 5 4]
注意这一点跟传递数组参数不一样。
多维切片
跟数组类型,切片也支持多维。
Copy package main
import "fmt"
func main() {
pls := [][]string {
{"C", "C++"},
{"JavaScript"},
{"Go", "Rust"},
}
for _, v1 := range pls {
for _, v2 := range v1 {
fmt.Printf("%s ", v2)
}
fmt.Printf("\n")
}
}
Copy C C++
JavaScript
Go Rust
内存占用优化
前面已经介绍过了,切片本质上底层还是引用了一个数组。只要切片还在内存中未被回收,其底层的数组也不会被回收(垃圾回收机制)。如果底层的数组非常大可能会影响内存使用效率。例如,如果底层的数组非常大,但是我们关心和操作的仅仅是其中的一小部分,这时整个数组都处于被引用状态,无法被回收。
这种情况下我们可以通过copy
方法将切片拷贝成一个新的切片,进而达到释放旧切片及其底层数组的目的。copy
函数语法为func copy(dst, src []T) int
。
Copy package main
import "fmt"
func countries() []string {
countries := []string{"USA", "Singapore", "Germany", "India", "Australia"}
neededCountries := countries[:len(countries)-2]
countriesCpy := make([]string, len(neededCountries))
copy(countriesCpy, neededCountries) //copies neededCountries to countriesCpy
return countriesCpy
}
func main() {
countriesNeeded := countries()
fmt.Println(countriesNeeded)
}