slice表示切片(分片),例如对一个数组进行切片,取出数组中的一部分值。在现代编程语言中,slice(切片)几乎成为一种必备特性,它可以从一个数组(列表)中取出任意长度的子数组(列表),为操作数据结构带来非常大的便利性,如python、perl等都支持对数组的slice操作,甚至perl还支持对hash数据结构的slice。
但Go中的slice和这些语言的slice不太一样,前面所说的语言中,slice是一种切片的操作,切片后返回一个新的数据对象。而Go中的slice不仅仅是一种切片动作,还是一种数据结构(就像数组一样)。
GO-slice详解
简介
slice(切片)是go中常见和强大的类型,这篇文章不是slice使用简介,从源码角度来分析slice的实现,slice的一些迷惑的使用方式,同时也讲清楚一些问题。
slice的底层实现是数组,是对数组的抽象
官方有slice相关的博客
slice分析
数据结构
源码:https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/slice.go#L14
slice结构如下:
array:为是底层数组的指针
len:切片中已有元素的个数
cap:底层数组的长度
原理概述:
切片的底层实现是数组,len是切片的个数,cap是底层数组的长度,当往切片中追加元素的时候,len++,如果len>cap,就会触发切片扩容,扩容逻辑是算一个新的cap,并且创建一个新的底层数组,将原来的数据copy过来。并且创建一个新的切片(slice)。
可以从一个切片中创建一个新的切片,底层数组是同用的,修改切片元素的时候会影响到新的切片。
如果所示:
var s = make([]byte,5)
切片的创建方式
先看切片的创建方式,说这个问题之前,先看看切片的创建方式
声明
声明了一个[]uint64类型的切片,vocabList为切片的0值,
nil
在 Go 中,nil 是指针、接口、映射、切片、通道和函数类型的零值,表示未初始化的值。
具体的可以看:https://go101.org/article/nil.html
回到代码,这表示nil值,它的len和cap都是0,和nil比较结果为true,这里要说,nil值对应的具体的类型是在上下文中编译器推导出来的
通过new创建
new是内建函数,用来分配指定类型的内容,返回指向内存地址的指针,并且给此地址分配此类型的0值。
字面量创建
make
make接受三个参数,在创建的时候指定类型,长度,容量,不指定容量,默认和长度一样
代码如下:
从切片或数组截取
两个切片公用一个底层数组,但如果新创建的切片扩容了,就不共用了。
问题分析
主要分析几个问题
nil切片和空切片的差异
nil切片是通过 new 和声明方式创建的切片,go会给他们nil值,如下面的代码所示:
空切片是通过make,字面量方式创建的长度为0的切片,
我下面的代码和内容来于这篇文章
unsafe.Pointer
可以看到,空切片的是有底层数组的,并且底层数组都一样,其实也可以说空切片执行了一个指定的地址空间,
这个地址空间在源码中有定义,当分配的大小为0的时候会返回这个地址,要说明的是这个地址空间不是固定的,不是写死的一个数,在不同的机器上运行会有不同的值。
源码:https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/malloc.go#L948
两者的差异:
嵌套在结构体中不容易发现
json序列化
深有体会
var a = []int{}var a []int
除此之外,没有别的区别。
切片共用底层数组
在做截取的时候,会创建一个新的slice,截取语法如下
如图所示:
有了上面的例子,可以看如下代码
源码分析
make创建切片
使用dlv或者go提供的汇编工具可以看到 make调用了什么函数
源码:https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/slice.go#LL88C18-L88C18
切片的扩容规则
版本不同,扩容规则可能不一样
代码如下:
用dlv 查看它的汇编代码,看扩容操作调用了那些函数
源码链接:https://github.com/golang/go/blob/master/src/runtime/slice.go#LL157C10-L157C10
总结如下:
- 确定新容量,cap小于256,直接2倍,大于256,新容量=老容量*1.25 * 3/4 * 256
- 用新容量来做内存对齐操作
- 分配新数组
- copy数组
- 创建切片返回
还有一点:
append的操作汇编并没有调用函数,在汇编层面就做了,直接往底层数组添加元素,只有数组已经满的情况下才会触发扩容操作
内存对齐相关东西之后在说
我们来一个例子来验证一下上面的代码逻辑:
copy函数的使用
copy函数底层调用的是
底层数组共用,那copy函数就可以完成一下几种操作
移动slice中的元素
slice合并
长度不够的copy,依dist为准
问题解答
nil 切片可以添加元素吗?
可以
nil切片就是切片声明,追加的时候切片长度为0,会引发扩容操作,扩容的时候会给分配一个新的数组。
nil切片和空切片有区别吗?
nil切片有两种方式
声明new创建
空切片有两种:
字面量创建但没有任何的元素make创建长度指定为0
使用方式除了下面两点没有别的区别:
嵌套结构体,不显性创建为niljson序列化会为null
slice扩容规则
说到前面:它在确定cap之后有内存对齐操作
小于256,是原cap的2倍大于256,是原来的1.25倍+3/4*256
到这里就结束了。