Go slice 切片引用类型
1. 前言
Golang的引用类型包括 slice、map 和 channel。它们有复杂的内部结构，除了申请内存外，还需要初始化相关属性。
内置函数 new 计算类型大小，为其分配零值内存，返回指针。而 make 会被编译器翻译成具体的创建函数，由其分配内存和初始化成员结构，返回对象而非指针。
package main
func main() {
a := []int{0, 0, 0} // 提供初始化表达式。
a[1] = 10
b := make([]int, 3) // make slice
b[1] = 10
c := new([]int)
c[1] = 10 // ./main.go:11:3: invalid operation: c[1] (type *[]int does not support indexing)
}
变量存储的是一个地址，这个地址存储最终的值。内存通常在堆上分配。通过GC回收。
获取指针类型所指向的值，使用：” “ 取值符号 。比如：var p int, 使用p获取p指向的值
指针、slice、map、chan等都是引用类型。
2. new和make的区别
- make 用来创建map、slice、channel
- new 用来创建值类型
new 和 make 均是用于分配内存：
new 用于值类型和用户定义的类型，如自定义结构，make 用于内置引用类型（切片、map 和管道）。它们的用法就像是函数，但是将类型作为参数：new(type)、make(type)。new(T) 分配类型 T 的零值并返回其地址，也就是指向类型 T 的指针。它也可以被用于基本类型：v := new(int)。
make(T) 返回类型 T 的初始化之后的值，因此它比 new 进行更多的工作。new() 是一个函数，不要忘记它的括号。
3 切片特点
1. 切片：切片是数组的一个引用，因此切片是引用类型。但自身是结构体，值拷贝传递。
2. 切片的长度可以改变，因此，切片是一个可变的数组。
3. 切片遍历方式和数组一样，可以用len()求长度。表示可用元素数量，读写操作不能超过该限制。
4. cap可以求出slice最大扩张容量，不能超出数组限制。0<=len(slice)<=len(array)，其中array是slice引用的数组。
5. 切片的定义：var 变量名 []类型，比如 var str []string var arr []int。
6. 如果 slice == nil，那么 len、cap 结果都等于 0。
4. [:6:8] 两个冒号的理解
- 常规slice , data[6:8]，从第6位到第8位（返回6， 7），长度len为2， 最大可扩充长度cap为4（6-9）
- 另一种写法： data[:6:8] 每个数字前都有个冒号， slice内容为data从0到第6位，长度len为6，最大扩充项cap设置为8
a[x:y:z] 切片内容 [x:y] 切片长度: y-x 切片容量:z-x
package main
import ("fmt")
func main(){
slice :=[]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
d1 := slice[6:8]
fmt.Println(d1,len(d1),cap(d1))
d2 := slice[:6:8]
fmt.Println(d2,len(d2),cap(d2))}
输出：
[6 7] 2 4
[0 1 2 3 4 5] 6 8
5. 切片初始化
全局：
var arr =[...]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
var slice0 []int = arr[start:end]
var slice1 []int = arr[:end]
var slice2 []int = arr[start:]
var slice3 []int = arr[:]
var slice4 = arr[:len(arr)-1]//去掉切片的最后一个元素
局部：
arr2 :=[...]int{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}
slice5 := arr[start:end]
slice6 := arr[:end]
slice7 := arr[start:]
slice8 := arr[:]
slice9 := arr[:len(arr)-1]//去掉切片的最后一个元素
slice1.go
package main
import ("fmt")
var arr =[...]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
var slice0 []int = arr[2:8]
var slice1 []int = arr[0:6]//可以简写为 var slice []int = arr[:end]
var slice2 []int = arr[5:10]//可以简写为 var slice[]int = arr[start:]
var slice3 []int = arr[0:len(arr)]//var slice []int = arr[:]
var slice4 = arr[:len(arr)-1]//去掉切片的最后一个元素
func main(){
fmt.Printf("全局变量：arr %v\n", arr)
fmt.Printf("全局变量：slice0 %v\n", slice0)
fmt.Printf("全局变量：slice1 %v\n", slice1)
fmt.Printf("全局变量：slice2 %v\n", slice2)
fmt.Printf("全局变量：slice3 %v\n", slice3)
fmt.Printf("全局变量：slice4 %v\n", slice4)
fmt.Printf("-----------------------------------\n")
arr2 :=[...]int{9,8,7,6,5,4,3,2,1,0}
slice5 := arr[2:8]
slice6 := arr[0:6]//可以简写为 slice := arr[:end]
slice7 := arr[5:10]//可以简写为 slice := arr[start:]
slice8 := arr[0:len(arr)]//slice := arr[:]
slice9 := arr[:len(arr)-1]//去掉切片的最后一个元素
fmt.Printf("局部变量： arr2 %v\n", arr2)
fmt.Printf("局部变量： slice5 %v\n", slice5)
fmt.Printf("局部变量： slice6 %v\n", slice6)
fmt.Printf("局部变量： slice7 %v\n", slice7)
fmt.Printf("局部变量： slice8 %v\n", slice8)
fmt.Printf("局部变量： slice9 %v\n", slice9)}
输出结果：
全局变量：arr [0123456789]
全局变量：slice0 [234567]
全局变量：slice1 [012345]
全局变量：slice2 [56789]
全局变量：slice3 [0123456789]
全局变量：slice4 [012345678]-----------------------------------
局部变量： arr2 [9876543210]
局部变量： slice5 [234567]
局部变量： slice6 [012345]
局部变量： slice7 [56789]
局部变量： slice8 [0123456789]
局部变量： slice9 [012345678]
6. 读写操作
实际目标是底层数组，只需注意索引号的差别。
package main
import ("fmt")
func main(){
data :=[...]int{0,1,2,3,4,5}
s := data[2:4]
s[0]+=100
s[1]+=200
fmt.Println(s)
fmt.Println(data)}
输出:
[102203][0110220345]
7. 通过make来创建切片
语法：
func make([]T, len, cap) []T
其中T代表要创建的切片的元素类型。 make函数采用类型，长度和可选容量。 调用时，make会分配一个数组并返回一个引用该数组的切片
var slice []type =make([]type, len)
slice :=make([]type, len)
slice :=make([]type, len, cap)
var s []byte
s = make([]byte, 5, 5)
// s == []byte{0, 0, 0, 0, 0}
省略capacity参数时，默认为指定的长度。 这是相同代码的更简洁版本：
s := make([]byte, 5)
可以使用内置的len和cap函数检查切片的长度和容量。
len(s) == 5
cap(s) == 5
slice2.go
package main
import ("fmt")
var slice0 []int =make([]int,10)
var slice1 =make([]int,10)
var slice2 =make([]int,10,10)
func main(){
fmt.Printf("make全局slice0 ：%v\n", slice0)
fmt.Printf("make全局slice1 ：%v\n", slice1)
fmt.Printf("make全局slice2 ：%v\n", slice2)
fmt.Println("--------------------------------------")
slice3 :=make([]int,10)
slice4 :=make([]int,10)
slice5 :=make([]int,10,10)
fmt.Printf("make局部slice3 ：%v\n", slice3)
fmt.Printf("make局部slice4 ：%v\n", slice4)
fmt.Printf("make局部slice5 ：%v\n", slice5)}
输出结果：
make全局slice0 ：[0000000000]
make全局slice1 ：[0000000000]
make全局slice2 ：[0000000000]--------------------------------------
make局部slice3 ：[0000000000]
make局部slice4 ：[0000000000]
make局部slice5 ：[0000000000]
可直接创建 slice 对象，自动分配底层数组。
package main
import "fmt"
func main(){
s1 :=[]int{0,1,2,3,8:100}// 通过初始化表达式构造，可使用索引号。
fmt.Println(s1,len(s1),cap(s1))
s2 :=make([]int,6,8)// 使用 make 创建，指定 len 和 cap 值。
fmt.Println(s2,len(s2),cap(s2))
s3 :=make([]int,6)// 省略 cap，相当于 cap = len。
fmt.Println(s3,len(s3),cap(s3))}
输出结果:
[0 1 2 3 0 0 0 0 100] 9 9
[0 0 0 0 0 0] 6 8
[0 0 0 0 0 0] 6 6
用指针直接访问底层数组，退化成普通数组操作
package main
import "fmt"
func main(){
s :=[]int{0,1,2,3}
p := &s[2] // *int, 获取底层数组元素指针。*p +=100
fmt.Println(s,p)
}
输出
[root@localhost slice]# go run slice2.go
[0 1 2 3] 0xc000014190
[][]T，是指元素类型为 []T 。
package main
import ("fmt")
func main(){
data :=[][]int{[]int{1,2,3},[]int{100,200},[]int{11,22,33,44},}
fmt.Println(data)}
输出结果：
[[123][100200][11223344]]
8. 直接修改 struct array/slice 成员
package main
import ("fmt")
func main(){
d :=[5]struct {
x int
}{}
s := d[:]
d[1].x =10
s[2].x =20
fmt.Println(d)
fmt.Printf("%p, %p\n",&d,&d[0])}
输出结果:
[{0}{10}{20}{0}{0}]0xc4200160f0,0xc4200160f0
9. append内置函数操作切片
9.1 切片追加
package main
import ("fmt")
func main(){
var a =[]int{1,2,3}
fmt.Printf("slice a : %v\n", a)
var b =[]int{4,5,6}
fmt.Printf("slice b : %v\n", b)
c :=append(a, b...)
fmt.Printf("slice c : %v\n", c)
d :=append(c,7)
fmt.Printf("slice d : %v\n", d)
e :=append(d,8,9,10)
fmt.Printf("slice e : %v\n", e)}
输出结果：
slice a :[123]
slice b :[456]
slice c :[123456]
slice d :[1234567]
slice e :[12345678910]
9.2 向 slice 尾部添加数据，返回新的 slice 对象
package main
import ("fmt")
func main(){
s1 :=make([]int,0,5)
fmt.Printf("%p\n",&s1)
s2 :=append(s1,1)
fmt.Printf("%p\n",&s2)
fmt.Println(s1, s2)}
输出结果：
0xc42000a0600xc42000a080[][1]
超出原 slice.cap 限制，就会重新分配底层数组，即便原数组并未填满
package main
import ("fmt")
func main(){
data :=[...]int{0,1,2,3,4,10:0}
s := data[:2:3]
s =append(s,100,200)// 一次 append 两个值，超出 s.cap 限制。
fmt.Println(s, data)// 重新分配底层数组，与原数组无关。
fmt.Println(&s[0],&data[0])// 比对底层数组起始指针。}
输出结果:
[01100200][01234000000]0xc4200160f00xc420070060
从输出结果可以看出，append 后的 s 重新分配了底层数组，并复制数据。如果只追加一个值，则不会超过 s.cap 限制，也就不会重新分配。
通常以 2 倍容量重新分配底层数组。在大批量添加数据时，建议一次性分配足够大的空间，以减少内存分配和数据复制开销。或初始化足够长的 len 属性，改用索引号进行操作。及时释放不再使用的 slice 对象，避免持有过期数组，造成 GC 无法回收。
9.3 slice中cap重新分配规律
package main
import ("fmt")
func main(){
s :=make([]int,0,1)
c :=cap(s)
for i :=0; i <50; i++{
s =append(s, i)
if n :=cap(s); n > c {
fmt.Printf("cap: %d -> %d\n", c, n)
c = n
}
}
}
10. copy切片拷贝
package main
import ("fmt")
func main(){
s1 :=[]int{1,2,3,4,5}
fmt.Printf("slice s1 : %v\n", s1)
s2 :=make([]int,10)
fmt.Printf("slice s2 : %v\n", s2)
copy(s2, s1)
fmt.Printf("copied slice s1 : %v\n", s1)
fmt.Printf("copied slice s2 : %v\n", s2)
s3 :=[]int{1,2,3}
fmt.Printf("slice s3 : %v\n", s3)
s3 =append(s3, s2...)
fmt.Printf("appended slice s3 : %v\n", s3)
s3 =append(s3,4,5,6)
fmt.Printf("last slice s3 : %v\n", s3)}
输出结果：
slice s1 :[12345]
slice s2 :[0000000000]
copied slice s1 :[12345]
copied slice s2 :[1234500000]
slice s3 :[123]
appended slice s3 :[1231234500000]
last slice s3 :[1231234500000456]
两个 slice 可指向同一底层数组，允许元素区间重叠。 函数 copy 在两个 slice 间复制数据，复制长度以 len 小的为准
package main
import ("fmt")
func main(){
data :=[...]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
fmt.Println("array data : ", data)
s1 := data[8:]
s2 := data[:5]
fmt.Printf("slice s1 : %v\n", s1)
fmt.Printf("slice s2 : %v\n", s2)copy(s2, s1)
fmt.Printf("copied slice s1 : %v\n", s1)
fmt.Printf("copied slice s2 : %v\n", s2)
fmt.Println("last array data : ", data)}
输出结果:
array data :[0123456789]
slice s1 :[89]
slice s2 :[01234]
copied slice s1 :[89]
copied slice s2 :[89234]
last array data :[8923456789]
应及时将所需数据 copy 到较小的 slice，以便释放超大号底层数组内存。
11. slice遍历
package main
import ("fmt")
func main(){
data :=[...]int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
slice := data[:]
for index, value := range slice {
fmt.Printf("inde : %v , value : %v\n", index, value)}}
输出结果：
inde :0, value :0
inde :1, value :1
inde :2, value :2
inde :3, value :3
inde :4, value :4
inde :5, value :5
inde :6, value :6
inde :7, value :7
inde :8, value :8
inde :9, value :9
12. 切片resize（调整大小）
package main
import ("fmt")
func main(){
var a =[]int{1,3,4,5}
fmt.Printf("slice a : %v , len(a) : %v\n", a,len(a))
b := a[1:2]
fmt.Printf("slice b : %v , len(b) : %v\n", b,len(b))
c := b[0:3]
fmt.Printf("slice c : %v , len(c) : %v\n", c,len(c))}
输出结果：
slice a :[1345],len(a):4
slice b :[3],len(b):1
slice c :[345],len(c):3
13. 字符串和切片（string and slice）
string底层就是一个byte的数组，因此，也可以进行切片操作。
package main
import ("fmt")
func main(){
str :="hello world"
s1 := str[0:5]
fmt.Println(s1)
s2 := str[6:]
fmt.Println(s2)}
输出结果：
hello
world
14. 修改字符串
string本身是不可变的，因此要改变string中字符。需要如下操作：
英文字符串：
package main
import ("fmt")
func main(){
str :="Hello world"
s :=[]byte(str)//中文字符需要用[]rune(str)
s[6]='G'
s = s[:8]
s =append(s,'!')
str =string(s)
fmt.Println(str)}
输出结果：
Hello Go!
含有中文字符串：
package main
import ("fmt")
func main(){
str :="你好，世界！hello world！"
s :=[]rune(str)
s[3]='够'
s[4]='浪'
s[12]='g'
s = s[:14]
str =string(s)
fmt.Println(str)}
输出结果：
你好，够浪！hello go
参考：