Go语言程序设计（五）切片

news2024/11/28 2:50:12

一、切片的定义

在Go语言中,切片(Slice)是数组的一个引用,它会生成一个指向数组的指针,并通过切片长度关联到底层数组部分或者全部元素。切片还提供了一系列对数组的管理功能(append、copy)，可以随时动态扩充存储空间，并且可以被随意传递而不会导致所管理的数组元素被重复复制。根据以上特征，切片通常被用来实现变长数组，而且操作灵活。

切片的数据结构原型定义如下：

src/ pkg/ runtime/ runtime. h

struct Slice
{                   //must not move anything
    byte* array;    //actual data
    unit32 len;     //number of elements
    unit32 cap;     //allocated number of elements
};

由切片数据结构的原型定义可以看到，它抽象为以下三个部分:

指向被引用的底层数组的指针。
切片中元素的个数。
切片分配的存储空间。

二、切片的声明与创建

切片声明与创建的方法有三种：基于底层数组创建、直接创建或使用make()函数创建。

1、基于底层数组创建

在创建切片时,可以基于一个底层数组，切片可以只使用数组的一部分元素或所有元素,甚至可以创建一个比底层数组还要大的数组切片,因为切片可以动态增长。创建切片的格式如下:

var sliceName [ ]dataType

说明：

切片名的命名规则和变量名相同，遵循标识符命名规则。
在创建切片时，不要指定切片的长度。
切片的类型可以是Go语言的任何基本数据类型。

例如：

var slice1 [] int

上例中定义了一个整型切片slicel,注意不要指定切片长度，如果指定了长度就成了定义数组了。当一个切片定义好以后，如果还没有被初始化，默认值为nil, 而且切片的长度为0。切片的长度可以使用内置函数len()获取,还可以使用内置函数cap()获取切片的内存容量。

所以,当一个切片定义好以后，还要对切片进行初始化,这样切片才可用。对于上例,假如已经定义了一个整型数组array1,则切片slice1的初始化方式如下:

slice1 = array1[start : end]

从上式可以看到,Go语言支持以array1[start : end]的方式基于一个底层数组来生成切片,即切片引用的数组元素由array1[start]到 array1[end],但不包含array1[end]。

如果要引用底层数组的所有元素，可采取的方式如下：

slicel = array1
slice1 = array1[ :]
slicel = array1[0: len(array1)]

2、直接创建切片

直接创建切片，即在定义切片的时候初始化切片元素，例如：

var slice1 =[]int{1,2,3,4,5}

3、使用make函数创建切片

内置函数make()用于灵活的创建切片

var slicel = make([]int,5)

上式创建了一个有5个元素的整型切片slicel,元素的初值为0。
在使用make()函数创建切片时，还可以为切片元素预留存储空间。例如:

var slice1 = make([]int, 5,10)

上式表示，创建整型切片slice1,元素个数为5,元素初值为0,并预留10个元素的存储空间。

三、切片元素的访问与遍历

切片元素的遍历和数组元素的遍历一样,要通过元素下标访问，另外也可以使用关键字range遍历所有切片元素。切片元素访问的一般格式如下:

sliceName [sliceIndex]

遍历同数组，使用range关键字表达式，有两个返回值，第一个是元素的下标，第二个是元素的值。

四、切片的操作

1、切片元素的增加

可以使用append()函数向切片尾部添加新元素,这些元素保存到底层数组。append并不会影响原来切片的属性,它返回变更后新的切片对象。

与数组相比,除了都有长度(length)以外,切片多了一个容量(capacity)的概念,即切片中元素的个数和分配的存储空间是两个不同的值。如果在增加新元素时超出cap的限制，则底层会重新分配一块“够大”的内存，一般来说是将原来的内存空间扩大二倍,然后再将数据从原来的内存复制到新的内存块。

2、切片元素的复制

使用切片长时间引用“超大”的底层数组，会导致严重的内存浪费。可以新建一个小的slice对象,然后将所需的数据复制过去。函数copy()可以在切片之间复制元素，能够复制的数量取决于复制方和被复制方的长度值,通常取最小值。需要注意的是,在同一底层数组的不同切片间复制元素时,元素位置会发生重叠。

//切片的复制
package main

import(
    "fmt" 
)

func main() {
    var slicel= []int{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
    var slice2 = make([ ] int,3, 5)
    var n int
    //只能复制三个元素
    n= copy(slice2,slice1)
    fmt. Println(n, slice2, len( slice2), cap(slice2))
    //slice3和slice1指向同一底层数组
    slice3 : = slice1[3:6]
    //复制后元素重叠
    n= copy(slice3, slice1[1:5])
    fmt.Println(n, slicel, slice3)
}

编译并运行程序输出结果为：

3 [1 2 3] 3 5
3 [1 2 3 2 3 4 7 8 9 10] [2 3 4]

通过输出结果可以看出,在将slice1复制到slice2时,由于slice2的长度最小为3,所以只能将slice1的前三个元素复制给slice2。而将slicel1复制到slice3 时，由于slicel1和slice3指向同一个底层数组，所以复制后元素重叠。slice3刚创建时，它引用的是底层数组的[4,5,6]三个元素,复制后slice1将[2,3,4]三个元素复制给slice3 ,所以最后slice3 的元素[2,3,4]覆盖了slice1的元素[4,5,6]。