Go之集合slice的实现

slice
本文主要介绍了Go之集合slice的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下

Slice(切片)

切片和数组类似,可以把它理解为动态数组。切片是基于数组实现的,它的底层就是一个数组。对数组任意分隔,就可以得到一个切片。现在我们通过一个例子来更好地理解它,同样还是基于前面的 array。

基于数组生成切片

下面代码中的 array[2:5] 就是获取一个切片的操作,它包含从数组 array 的索引 2 开始到索引 5 结束的元素:

array:=[5]string{"a","b","c","d","e"}
slice:=array[2:5]
fmt.Println(slice)

注意:这里是包含索引 2,但是不包含索引 5 的元素,即在 : 右边的数字不会被包含。

//基于数组生成切片,包含索引start,但是不包含索引end

slice:=array[start:end]

所以 array[2:5] 获取到的是 c、d、e 这三个元素,然后这三个元素作为一个切片赋值给变量 slice。

切片和数组一样,也可以通过索引定位元素。这里以新获取的 slice 切片为例,slice[0] 的值为 c,slice[1] 的值为 d。
有没有发现,在数组 array 中,元素 c 的索引其实是 2,但是对数组切片后,在新生成的切片 slice 中,它的索引是 0,这就是切片。虽然切片底层用的也是 array 数组,但是经过切片后,切片的索引范围改变了。

通过下图可以看出,切片是一个具备三个字段的数据结构,分别是指向数组的指针 data,长度 len 和容量 cap:

这里有一些小技巧,切片表达式 array[start:end] 中的 start 和 end 索引都是可以省略的,如果省略 start,那么 start 的值默认为 0,如果省略 end,那么 end 的默认值为数组的长度。如下面的示例:

  • array[:4] 等价于 array[0:4]。
  • array[1:] 等价于 array[1:5]。
  • array[:] 等价于 array[0:5]。

切片修改

切片的值也可以被修改,这里也同时可以证明切片的底层是数组。
对切片相应的索引元素赋值就是修改,在下面的代码中,把切片 slice 索引 1 的值修改为 f,然后打印输出数组 array:

slice:=array[2:5]
slice[1] ="f"
fmt.Println(array)

可以看到如下结果:

[a b c f e]

数组对应的值已经被修改为 f,所以这也证明了基于数组的切片,使用的底层数组还是原来的数组,一旦修改切片的元素值,那么底层数组对应的值也会被修改。

切片声明

除了可以从一个数组得到切片外,还可以声明切片,比较简单的是使用 make 函数。
下面的代码是声明了一个元素类型为 string 的切片,长度是 4,make 函数还可以传入一个容量参数:

slice1:=make([]string,4)

在下面的例子中,指定了新创建的切片 []string 容量为 8:

slice1:=make([]string,4,8)

这里需要注意的是,切片的容量不能比切片的长度小。

切片的长度你已经知道了,就是切片内元素的个数。那么容量是什么呢?其实就是切片的空间。

上面的示例说明,Go 语言在内存上划分了一块容量为 8 的内容空间(容量为 8),但是只有 4 个内存空间才有元素(长度为 4),其他的内存空间处于空闲状态,当通过 append 函数往切片中追加元素的时候,会追加到空闲的内存上,当切片的长度要超过容量的时候,会进行扩容。

切片不仅可以通过 make 函数声明,也可以通过字面量的方式声明和初始化,如下所示:

slice1:=[]string{"a","b","c","d","e"}
fmt.Println(len(slice1),cap(slice1))

可以注意到,切片和数组的字面量初始化方式,差别就是中括号 [] 里的长度。此外,通过字面量初始化的切片,长度和容量相同。

Append

我们可以通过内置的 append 函数对一个切片追加元素,返回新切片,如下面的代码所示:

//追加一个元素
slice2:=append(slice1,"f")
//多加多个元素
slice2:=append(slice1,"f","g")
//追加另一个切片
slice2:=append(slice1,slice...)

append 函数可以有以上三种操作,你可以根据自己的实际需求进行选择,append 会自动处理切片容量不足需要扩容的问题。

小技巧:在创建新切片的时候,最好要让新切片的长度和容量一样,这样在追加操作的时候就会生成新的底层数组,从而和原有数组分离,就不会因为共用底层数组导致修改内容的时候影响多个切片。

切片元素循环

切片的循环和数组一模一样,常用的也是 for range 方式,这里就不再进行举例,当作练习题留给你。
在 Go 语言开发中,切片是使用最多的,尤其是作为函数的参数时,相比数组,通常会优先选择切片,因为它高效,内存占用小。