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Go語言基礎之切片
本文主要介紹Go語言中切片（slice）及它的基本使用。
一、引子
因為陣列的長度是固定的並且陣列長度屬於型別的一部分，所以陣列有很多的侷限性。 例如：
func arraySum(x [3]int) int{
sum := 0
for _, v := range x{
sum = sum + v
}
return sum
}
這個求和函式只能接受[3]int型別，其他的都不支援。 再比如，
a := [3]int{1, 2, 3}
陣列a中已經有三個元素了，我們不能再繼續往陣列a中新增新元素了。
二、切片
切片（Slice）是一個擁有相同型別元素的可變長度的序列。它是基於陣列型別做的一層封裝。它非常靈活，支援自動擴容。
切片是一個引用型別，它的內部結構包含地址、長度和容量。切片一般用於快速地操作一塊資料集合。
//不論切片中存長度有多大，切片這個變數佔得記憶體空間都是一樣大的
{
point:地址
length：切片長度
cap：切片容量
}
三、切片的定義
切片不擁有任何資料，只是對現有陣列的引用
宣告切片型別的基本語法如下：
var name []T
其中，
- name:表示變數名
- T:表示切片中的元素型別
- []沒有長度則是切片
舉個例子：
func main() { // 宣告切片型別 var a []string //宣告一個字串切片 var b = []int{} //宣告一個整型切片並初始化 var c = []bool{false, true} //宣告一個布林切片並初始化 var d = []bool{false, true} //宣告一個布林切片並初始化 fmt.Println(a) //[] fmt.Println(b) //[] a與b預設值是不同的 fmt.Println(c) //[false true] fmt.Println(a == nil) //true fmt.Println(b == nil) //false fmt.Println(c == nil) //false // fmt.Println(c == d) //切片是引用型別，不支援直接比較，只能和nil比較 }
只定義，沒有賦值，空值是什麼？空切片：nil
三、切片的長度和容量
切片擁有自己的長度和容量，我們可以通過使用內建的len()函式求長度，使用內建的cap()函式求切片的容量。
// 切片的長度和容量 len,cap， 容量表示最多存放多少個值 var a[9]int = [9]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8} fmt.Println(a) // [0 1 2 3 4 5 6 7 8] var b[]int = a[3:7] fmt.Println(b) // [3 4 5 6] // 長度 fmt.Println(len(b)) // 4 // cap 容量: 陣列的長度減去切片開始的位置，就是存放資料的容量 fmt.Println(cap(b)) // 6
四、切片定義方式
基於陣列定義切片
由於切片的底層就是一個數組，所以我們可以基於陣列定義切片。
func main() {
// 基於陣列定義切片
a := [5]int{55, 56, 57, 58, 59}
b := a[1:4] //基於陣列a建立切片，包括元素a[1],a[2],a[3]
fmt.Println(b) //[56 57 58]
fmt.Printf("type of b:%T\n", b) //type of b:[]int
// 改變資料，會不會影響切片，陣列或者切片發生改變，都會受到影響
b[0] = 100
fmt.Println(b)
fmt.Println(a)
}
還支援如下方式：
c := a[1:] //[56 57 58 59]
d := a[:4] //[56, 57, 58]
e := a[:] //[55 56 57 58 59]
[100 56 57 58 59]
[100 56 57 58 59]
切片再切片
除了基於陣列得到切片，我們還可以通過切片來得到切片。
func main() {
//切片再切片
a := [...]string{"北京", "上海", "廣州", "深圳", "成都", "重慶"}
fmt.Printf("a:%v type:%T len:%d cap:%d\n", a, a, len(a), cap(a))
b := a[1:3]
fmt.Printf("b:%v type:%T len:%d cap:%d\n", b, b, len(b), cap(b))
c := b[1:5]
fmt.Printf("c:%v type:%T len:%d cap:%d\n", c, c, len(c), cap(c))
}
輸出：
a:[北京 上海 廣州 深圳 成都 重慶] type:[6]string len:6 cap:6
b:[上海 廣州] type:[]string len:2 cap:5
c:[廣州 深圳 成都 重慶] type:[]string len:4 cap:4
注意： 對切片進行再切片時，索引不能超過原陣列的長度，否則會出現索引越界的錯誤。
使用make()函式構造切片
我們上面都是基於陣列來建立的切片，如果需要動態的建立一個切片，我們就需要使用內建的make()函式，格式如下：
make([]T, size, cap)
其中：
- T:切片的元素型別
- size:切片中元素的數量
- cap:切片的容量
舉個例子：
func main() {
a := make([]int, 2, 10)
fmt.Println(a) //[0 0]
fmt.Println(len(a)) //2
fmt.Println(cap(a)) //10
// 傳一個值表示，長度是3，容量也是3
var b []int = make([]int, 3)
}
上面程式碼中a的內部儲存空間已經分配了10個，但實際上只用了2個。 容量並不會影響當前元素的個數，所以len(a)返回2，cap(a)則返回該切片的容量。
多維切片
// 多維切片（用的很少,瞭解）
var b=[][]string{{"a","b"},{"c","d"}}
var c [][]string=[][]string{{"a","b"},{"c","d"}}
fmt.Println(b)
fmt.Println(len(b))
fmt.Println(cap(b))
fmt.Println(c)
fmt.Println(len(c))
fmt.Println(cap(c))
五、切片的本質
切片的本質就是對底層陣列的封裝，它包含了三個資訊：底層陣列的指標（地址）、切片的長度（len）和切片的容量（cap）。
舉個例子，現在有一個數組a := [8]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}，切片s1 := a[:5]，相應示意圖如下。
切片s2 := a[3:6]，相應示意圖如下：
六、切片不能直接比較
切片之間是不能比較的，我們不能使用==操作符來判斷兩個切片是否含有全部相等元素。 切片唯一合法的比較操作是和nil比較。 一個nil值的切片並沒有底層陣列，一個nil值的切片的長度和容量都是0。但是我們不能說一個長度和容量都是0的切片一定是nil，例如下面的示例：
var s1 []int //len(s1)=0;cap(s1)=0;s1==nil
s2 := []int{} //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nil
s3 := make([]int, 0) //len(s3)=0;cap(s3)=0;s3!=nil
if s1 == nil {
fmt.Println("我是空的")
}
所以要判斷一個切片是否是空的，要是用len(s) == 0來判斷，不應該使用s == nil來判斷。
七、切片的賦值拷貝
下面的程式碼中演示了拷貝前後兩個變數共享底層陣列，對一個切片的修改會影響另一個切片的內容，這點需要特別注意。
func main() {
s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
s2 := s1 //將s1直接賦值給s2，s1和s2共用一個底層陣列
s2[0] = 100
fmt.Println(s1) //[100 0 0]
fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}
八、切片遍歷
切片的遍歷方式和陣列是一致的，支援索引遍歷和for range遍歷。
func main() {
s := []int{1, 3, 5}
for i := 0; i < len(s); i++ {
fmt.Println(i, s[i])
}
for index, value := range s {
fmt.Println(index, value)
}
}
九、append()方法為切片新增元素
使用內建的append函式，append函式的特點是：哪怕操作的切片是零值nil切片，都不需為其初始化值或用make開闢空間，就可以直接執行append功能開闢空間加新增元素一條龍服務
Go語言的內建函式append()可以為切片動態新增元素。 每個切片會指向一個底層陣列，這個陣列能容納一定數量的元素。當底層陣列不能容納新增的元素時，切片就會自動按照一定的策略進行“擴容”， 此時該切片指向的底層陣列就會更換。“擴容”操作往往發生在append()函式呼叫時。 舉個例子：
func main() {
//append()新增元素和切片擴容
var numSlice []int
for i := 0; i < 10; i++ {
numSlice = append(numSlice, i)
fmt.Printf("%v len:%d cap:%d ptr:%p\n", numSlice, len(numSlice), cap(numSlice), numSlice)
}
}
輸出：
[0] len:1 cap:1 ptr:0xc0000a8000
[0 1] len:2 cap:2 ptr:0xc0000a8040
[0 1 2] len:3 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[0 1 2 3] len:4 cap:4 ptr:0xc0000b2020
[0 1 2 3 4] len:5 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5] len:6 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6] len:7 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6 7] len:8 cap:8 ptr:0xc0000b6000
[0 1 2 3 4 5 6 7 8] len:9 cap:16 ptr:0xc0000b8000
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] len:10 cap:16 ptr:0xc0000b8000
從上面的結果可以看出：
append()函式將元素追加到切片的最後並返回該切片。- 切片numSlice的容量按照1，2，4，8，16這樣的規則自動進行擴容，每次擴容後都是擴容前的2倍。
- 擴容是原切片容量的兩倍，一旦擴容將不再依賴原先陣列，而是底層重新實現了一個引用資料，切片修改值，也不會在影響原先陣列，都不會相互影響
append()函式還支援一次性追加多個元素。 例如：
var citySlice []string
// 追加一個元素
citySlice = append(citySlice, "北京")
// 追加多個元素
citySlice = append(citySlice, "上海", "廣州", "深圳")
// 追加切片
a := []string{"成都", "重慶"}
citySlice = append(citySlice, a...)
fmt.Println(citySlice) //[北京 上海 廣州 深圳 成都 重慶]
切片的擴容策略
可以通過檢視$GOROOT/src/runtime/slice.go原始碼，其中擴容相關程式碼如下：
newcap := old.cap
doublecap := newcap + newcap
if cap > doublecap {
newcap = cap
} else {
if old.len < 1024 {
newcap = doublecap
} else {
// Check 0 < newcap to detect overflow
// and prevent an infinite loop.
for 0 < newcap && newcap < cap {
newcap += newcap / 4
}
// Set newcap to the requested cap when
// the newcap calculation overflowed.
if newcap <= 0 {
newcap = cap
}
}
}
從上面的程式碼可以看出以下內容：
- 首先判斷，如果新申請容量（cap）大於2倍的舊容量（old.cap），最終容量（newcap）就是新申請的容量（cap）。
- 否則判斷，如果舊切片的長度小於1024，則最終容量(newcap)就是舊容量(old.cap)的兩倍，即（newcap=doublecap），
- 否則判斷，如果舊切片長度大於等於1024，則最終容量（newcap）從舊容量（old.cap）開始迴圈增加原來的1/4，即（newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4}）直到最終容量（newcap）大於等於新申請的容量(cap)，即（newcap >= cap）
- 如果最終容量（cap）計算值溢位，則最終容量（cap）就是新申請容量（cap）。
需要注意的是，切片擴容還會根據切片中元素的型別不同而做不同的處理，比如int和string型別的處理方式就不一樣。
十、使用copy()函式複製切片
首先我們來看一個問題：
func main() {
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
b := a
fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
fmt.Println(b) //[1 2 3 4 5]
b[0] = 1000
fmt.Println(a) //[1000 2 3 4 5]
fmt.Println(b) //[1000 2 3 4 5]
}
由於切片是引用型別，所以a和b其實都指向了同一塊記憶體地址。修改b的同時a的值也會發生變化。
Go語言內建的copy()函式可以迅速地將一個切片的資料複製到另外一個切片空間中，copy()函式的使用格式如下：
copy(destSlice, srcSlice []T)
其中：
- srcSlice: 資料來源切片
- destSlice: 目標切片
舉個例子：
func main() {
// copy()複製切片
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
c := make([]int, 5, 5)
// 如果a長度大於c， c只會保留c的容量的值，如果小於c則是c中的預設值
copy(c, a) //使用copy()函式將切片a中的元素複製到切片c
fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
fmt.Println(c) //[1 2 3 4 5]
c[0] = 1000
fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]
fmt.Println(c) //[1000 2 3 4 5]
}
十一、從切片中刪除元素
Go語言中並沒有刪除切片元素的專用方法，我們可以使用切片本身的特性來刪除元素。 程式碼如下：
func main() {
// 從切片中刪除元素
a := []int{30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}
// 要刪除索引為2的元素
a = append(a[:2], a[3:]...)
fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]
}
總結一下就是：要從切片a中刪除索引為index的元素，操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]...)
下面程式碼的輸出結果。
func main() {
var a = make([]string, 5, 10)
for i := 0; i < 10; i++ {
a = append(a, fmt.Sprintf("%v", i))
}
fmt.Println(a)
fmt.Println(len(a))
}
[ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]
15
使用內建的sort包對陣列var a = [...]int{3, 7, 8, 9, 1}進行排序。
sort.IntsAreSorted(a[:])
fmt.Println(a)
//降序排列
sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(a[:])))
fmt.Println(a)
十二、總結
- 中括號內加東西，都是陣列,不加東西是切片
- 定義並初始化之一：通過陣列切出來 陣列[起始:終止],長度,終止-起始,容量陣列長度-起始位置
- 長度和容量 len cap
- 切片=append(切片，要追加的值，追加的值)
- append追加超過切片容量，容量會變成原來容量的兩倍，指向新的陣列,make(slice,6,10),追加會在6後面新增資料
- 陣列，切片修改，都會相互影響（前提是：切片依附於當前陣列）
- 定義並初始化之二：make函式 make(型別，長度，容量)：底層也有一個數組
- 定義並初始化之三：a:=[]int{1,2,3}
- 切片的空值 nil,不能直接比較,判斷陣列是否為空len(切片)
- 當做引數傳遞（在函式中，修改切片，會修改原切片）
- 遍歷跟陣列完全一樣 range 陣列/切片/maps
- copy(目標，源)
- 切片刪除資料:
a = append(a[:index], a[index+1:]...)