Golang slice 切片原理
<em>golang</em> 中的 <em>slice</em> 非常强大，让数组操作非常方便高效。在开发中不定长度表示的数组全部都是 <em>slice</em> 。但是很多同学对 <em>slice</em> 的模糊认识，造成认为golang中的数组是引用类型，结果就是在实际开发中碰到很多坑，以至于出现一些莫名奇妙的问题，数组中的数据丢失了。
下面我们就开始详细理解下 <em>slice</em> ，理解后会对开发出高效的程序非常有帮助。
这个是 <em>slice</em> 的数据结构，它很简单，一个指向真实 <em>array</em> 地址的指针 <em>ptr</em> ，<em>slice</em> 的长度 <em>len</em> 和容量 <em>cap</em> 。
其中 <em>len</em> 和 <em>cap</em> 就是我们在调用 <em>len(slice)</em> 和 <em>cap(slice)</em> 返回的值。
我们来按照 <em>slice</em> 的数据结构定义来解析出 <em>ptr</em>, <em>len</em>, <em>cap</em>
<pre><code class="lang-go hljs">// 按照上图定义的数据结构 type Slice struct { ptr unsafe.Pointer // Array pointer len int // slice length cap int // slice capacity }</code></code></pre>下面写一个完整的程序，尝试把golang中slice的内存区域转换成我们定义的 <em>Slice</em> 进行解析
<pre><code class="lang-go hljs">package main import ( "fmt" "unsafe" ) // 按照上图定义的数据结构 type Slice struct { ptr unsafe.Pointer // Array pointer len int // slice length cap int // slice capacity } // 因为需要指针计算，所以需要获取int的长度 // 32位 int length = 4 // 64位 int length = 8 var intLen = int(unsafe.Sizeof(int(0))) func main() { s := make([]int, 10, 20) // 利用指针读取 slice memory 的数据 if intLen == 4 { // 32位 m := *(*[4 4*2]byte)(unsafe.Pointer(&s)) fmt.Println("slice memory:", m) } else { // 64 位 m := *(*[8 8*2]byte)(unsafe.Pointer(&s)) fmt.Println("slice memory:", m) } // 把slice转换成自定义的 Slice struct slice := (*Slice)(unsafe.Pointer(&s)) fmt.Println("slice struct:", slice) fmt.Printf("ptr:%v len:%v cap:%v \n", slice.ptr, slice.len, slice.cap) fmt.Printf("golang slice len:%v cap:%v \n", len(s), cap(s)) s[0] = 0 s[1] = 1 s[2] = 2 // 转成数组输出 arr := *(*[3]int)(unsafe.Pointer(slice.ptr)) fmt.Println("array values:", arr) // 修改 slice 的 len slice.len = 15 fmt.Println("Slice len: ", slice.len) fmt.Println("golang slice len: ", len(s)) }</code></code></pre>运行一下查看结果
<pre><code class="lang-go hljs">$ go run slice.go slice memory: [0 64 6 32 200 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 20 0 0 0 0 0 0 0] slice struct: &{0xc820064000 10 20} ptr:0xc820064000 len:10 cap:20 golang slice len:10 cap:20 array values: [0 1 2] Slice len: 15 golang slice len: 15 </code></code></pre>看到了，<em>golang slice</em> 的memory内容，和自定义的 <em>Slice</em> 的值，还有按照 <em>slice</em> 中的指针指向的内存，就是实际 <em>Array</em> 数据。当修改了 <em>slice</em> 中的len， <em>len(s)</em> 也变了。
接下来结合几个例子，了解下slice一些用法
声明一个Array通常使用 <em>make</em> ，可以传入2个参数，也可传入3个参数，第一个是数据类型，第二个是 <em>len</em> ，第三个是 <em>cap</em> 。如果不穿入第三个参数，则 <em>cap=len</em> ，<em>append</em> 可以用来向数组末尾追加数据。
这是一个 <em>append</em> 的测试
<pre><code class="lang-go hljs">// 每次cap改变，指向array的ptr就会变化一次 s := make([]int, 1) fmt.Printf("len:%d cap: %d array ptr: %v \n", len(s), cap(s), *(*unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(&s))) for i := 0; i < 5; i { s = append(s, i) fmt.Printf("len:%d cap: %d array ptr: %v \n", len(s), cap(s), *(*unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(&s))) } fmt.Println("Array:", s) </code></code></pre>运行结果
<pre><code class="lang-go hljs">len:1 cap: 1 array ptr: 0xc8200640f0 len:2 cap: 2 array ptr: 0xc820064110 len:3 cap: 4 array ptr: 0xc8200680c0 len:4 cap: 4 array ptr: 0xc8200680c0 len:5 cap: 8 array ptr: 0xc82006c080 len:6 cap: 8 array ptr: 0xc82006c080 Array: [0 0 1 2 3 4]</code></code></pre>看出来了吧，每次cap改变的时候指向array内存的指针都在变化。当在使用 <em>append</em> 的时候，如果 <em>cap==len</em> 了这个时候就会新开辟一块更大内存，然后把之前的数据复制过去。
<blockquote>实际go在append的时候放大cap是有规律的。在 <em>cap</em> 小于1024的情况下是每次扩大到 <em>2 * cap</em> ，当大于1024之后就每次扩大到 <em>1.25 * cap</em> 。所以上面的测试中cap变化是 1, 2, 4, 8
</blockquote>在实际使用中，我们最好事先预期好一个cap，这样在使用append的时候可以避免反复重新分配内存复制之前的数据，减少不必要的性能消耗。
创建切片
<pre><code class="lang-go hljs">s := []int{1, 2, 3, 4, 5} fmt.Printf("len:%d cap: %d array ptr: %v \n", len(s), cap(s), *(*unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(&s))) fmt.Println("Array:", s) s1 := s[1:3] fmt.Printf("len:%d cap: %d array ptr: %v \n", len(s1), cap(s1), *(*unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(&s1))) fmt.Println("Array", s1) </code></code></pre>运行结果
<pre><code class="lang-go hljs">len:5 cap: 5 array ptr: 0xc820012210 Array: [1 2 3 4 5] len:2 cap: 4 array ptr: 0xc820012218 Array [2 3] </code></code></pre>在一个切片基础上创建新的切片 <em>s1</em> ，新切片的 <em>ptr</em> 指向的就是 <em>s1[0]</em> 数据的内存地址。可以看到指针地址 <em>0xc820012210</em> 与 <em>0xc820012218</em> 相差 <em>8byte</em> 正好是一个int类型长度，cap也相应的变为4
就写到这里了，总结一下，切片的结构是指向数据的指针，长度和容量。复制切片，或者在切片上创建新切片，切片中的指针都指向相同的数据内存区域。
知道了切片原理就可以在开发中避免出现错误了，希望这篇博客可以给大家带来帮助。
参考：https://blog.golang.org/go-slices-usage-and-internals
附上 go 源码中 <em>slice</em> 的数据结构定义
<pre><code class="lang-go hljs">type slice struct { array unsafe.Pointer len int cap int }</code></code></pre>到此这篇关于“Golang slice 切片原理”的文章就介绍到这了,更多文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持JQ教程网！
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