7.2 切片

[TOC] ## 7.2.1 概念 切片（slice）是对数组一个连续片段的引用（该数组我们称之为相关数组，通常是匿名的），所以切片是一个引用类型（因此更类似于 C/C++ 中的数组类型，或者 Python 中的 list 类型）。这个片段可以是整个数组，或者是由起始和终止索引标识的一些项的子集。需要注意的是，终止索引标识的项不包括在切片内。切片提供了一个相关数组的动态窗口。 切片是可索引的，并且可以由 `len()` 函数获取长度。 给定项的切片索引可能比相关数组的相同元素的索引小。和数组不同的是，切片的长度可以在运行时修改，最小为 0 最大为相关数组的长度：切片是一个 **长度可变的数组**。 切片提供了计算容量的函数 `cap()` 可以测量切片最长可以达到多少：它等于切片的长度 + 数组除切片之外的长度。如果 s 是一个切片，`cap(s)` 就是从 `s[0]` 到数组末尾的数组长度。切片的长度永远不会超过它的容量，所以对于 切片 s 来说该不等式永远成立：`0 <= len(s) <= cap(s)`。 多个切片如果表示同一个数组的片段，它们可以共享数据；因此一个切片和相关数组的其他切片是共享存储的，相反，不同的数组总是代表不同的存储。数组实际上是切片的构建块。 **优点** 因为切片是引用，所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率，所以在 Go 代码中 切片比数组更常用。 声明切片的格式是： `var identifier []type`（不需要说明长度）。 一个切片在未初始化之前默认为 nil，长度为 0。 切片的初始化格式是：`var slice1 []type = arr1[start:end]`。 这表示 slice1 是由数组 arr1 从 start 索引到 `end-1` 索引之间的元素构成的子集（切分数组，start:end 被称为 slice 表达式）。所以 `slice1[0]` 就等于 `arr1[start]`。这可以在 arr1 被填充前就定义好。 如果某个人写：`var slice1 []type = arr1[:]` 那么 slice1 就等于完整的 arr1 数组（所以这种表示方式是`arr1[0:len(arr1)]` 的一种缩写）。另外一种表述方式是：`slice1 = &arr1`。 `arr1[2:]` 和 `arr1[2:len(arr1)]` 相同，都包含了数组从第二个到最后的所有元素。 `arr1[:3]` 和 `arr1[0:3]` 相同，包含了从第一个到第三个元素（不包括第三个）。 如果你想去掉 slice1 的最后一个元素，只要 `slice1 = slice1[:len(slice1)-1]`。 一个由数字 1、2、3 组成的切片可以这么生成：`s := [3]int{1,2,3}` 甚至更简单的 `s := []int{1,2,3}`。 `s2 := s[:]` 是用切片组成的切片，拥有相同的元素，但是仍然指向相同的相关数组。 一个切片 s 可以这样扩展到它的大小上限：`s = s[:cap(s)]`，如果再扩大的话就会导致运行时错误（参见第 7.7 节）。 对于每一个切片（包括 string），以下状态总是成立的： ~~~ s == s[:i] + s[i:] // i是一个整数且: 0 <= i <= len(s) len(s) < cap(s) ~~~ 切片也可以用类似数组的方式初始化：`var x = []int{2, 3, 5, 7, 11}`。这样就创建了一个长度为 5 的数组并且创建了一个相关切片。 切片在内存中的组织方式实际上是一个有 3 个域的结构体：指向相关数组的指针，切片 长度以及切片容量。下图给出了一个长度为 2，容量为 4 的切片。 * `y[0] = 3` 且 `y[1] = 5`。 * 切片 `y[0:4]` 由 元素 3, 5， 7 和 11 组成。 [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/images/7.2_fig7.2.png?raw=true) 示例 7.7 [array_slices.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/examples/chapter_7/array_slices.go) ~~~ package main import "fmt" func main() { var arr1 [6]int var slice1 []int = arr1[2:5] // item at index 5 not included! // load the array with integers: 0,1,2,3,4,5 for i := 0; i < len(arr1); i++ { arr1[i] = i } // print the slice for i := 0; i < len(slice1); i++ { fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i]) } fmt.Printf("The length of arr1 is %d\n", len(arr1)) fmt.Printf("The length of slice1 is %d\n", len(slice1)) fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1)) // grow the slice slice1 = slice1[0:4] for i := 0; i < len(slice1); i++ { fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i]) } fmt.Printf("The length of slice1 is %d\n", len(slice1)) fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1)) // grow the slice beyond capacity //slice1 = slice1[0:7 ] // panic: runtime error: slice bound out of range } ~~~ 输出： ~~~ Slice at 0 is 2 Slice at 1 is 3 Slice at 2 is 4 The length of arr1 is 6 The length of slice1 is 3 The capacity of slice1 is 4 Slice at 0 is 2 Slice at 1 is 3 Slice at 2 is 4 Slice at 3 is 5 The length of slice1 is 4 The capacity of slice1 is 4 ~~~ 如果 s2 是一个 slice，你可以将 s2 向后移动一位 `s2 = s2[1:]`，但是末尾没有移动。切片只能向后移动，`s2 = s2[-1:]`会导致编译错误。切片不能被重新分片以获取数组的前一个元素。 **注意** 绝对不要用指针指向 slice。切片本身已经是一个引用类型，所以它本身就是一个指针!! 问题 7.2： 给定切片 `b:= []byte{'g', 'o', 'l', 'a', 'n', 'g'}`，那么 `b[1:4]`、`b[:2]`、`b[2:]` 和 `b[:]` 分别是什么？ ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/07.2.md#722-将切片传递给函数)7.2.2 将切片传递给函数 如果你有一个函数需要对数组做操作，你可能总是需要把参数声明为切片。当你调用该函数时，把数组分片，创建为一个 切片引用并传递给该函数。这里有一个计算数组元素和的方法: ~~~ func sum(a []int) int { s := 0 for i := 0; i < len(a); i++ { s += a[i] } return s } func main { var arr = [5]int{0, 1, 2, 3, 4} sum(arr[:]) } ~~~ ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/07.2.md#723-用-make-创建一个切片)7.2.3 用 make() 创建一个切片 当相关数组还没有定义时，我们可以使用 make() 函数来创建一个切片 同时创建好相关数组：`var slice1 []type = make([]type, len)`。 也可以简写为 `slice1 := make([]type, len)`，这里 `len` 是数组的长度并且也是 `slice` 的初始长度。 所以定义 `s2 := make([]int, 10)`，那么 `cap(s2) == len(s2) == 10`。 make 接受 2 个参数：元素的类型以及切片的元素个数。 如果你想创建一个 slice1，它不占用整个数组，而只是占用以 len 为个数个项，那么只要：`slice1 := make([]type, len, cap)`。 make 的使用方式是：`func make([]T, len, cap)`，其中 cap 是可选参数。 所以下面两种方法可以生成相同的切片: ~~~ make([]int, 50, 100) new([100]int)[0:50] ~~~ 下图描述了使用 make 方法生成的切片的内存结构：[](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/images/7.2_fig7.2.1.png?raw=true) 示例 7.8 [make_slice.go](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/examples/chapter_7/make_slice.go) ~~~ package main import "fmt" func main() { var slice1 []int = make([]int, 10) // load the array/slice: for i := 0; i < len(slice1); i++ { slice1[i] = 5 * i } // print the slice: for i := 0; i < len(slice1); i++ { fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i]) } fmt.Printf("\nThe length of slice1 is %d\n", len(slice1)) fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1)) } ~~~ 输出： ~~~ Slice at 0 is 0 Slice at 1 is 5 Slice at 2 is 10 Slice at 3 is 15 Slice at 4 is 20 Slice at 5 is 25 Slice at 6 is 30 Slice at 7 is 35 Slice at 8 is 40 Slice at 9 is 45 The length of slice1 is 10 The capacity of slice1 is 10 ~~~ 因为字符串是纯粹不可变的字节数组，它们也可以被切分成 切片。 练习 7.4： fobinacci_funcarray.go: 为练习 7.3 写一个新的版本，主函数调用一个使用序列个数作为参数的函数，该函数返回一个大小为序列个数的 Fibonacci 切片。 ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/07.2.md#724-new-和-make-的区别)7.2.4 new() 和 make() 的区别 看起来二者没有什么区别，都在堆上分配内存，但是它们的行为不同，适用于不同的类型。 * new(T) 为每个新的类型T分配一片内存，初始化为 0 并且返回类型为*T的内存地址：这种方法 **返回一个指向类型为 T，值为 0 的地址的指针**，它适用于值类型如数组和结构体（参见第 10 章）；它相当于 `&T{}`。 * make(T) **返回一个类型为 T 的初始值**，它只适用于3种内建的引用类型：切片、map 和 channel（参见第 8 章，第 13 章）。 换言之，new 函数分配内存，make 函数初始化；下图给出了区别： [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/images/7.3_fig7.3.png?raw=true) 在图 7.3 的第一幅图中： ~~~ var p *[]int = new([]int) // *p == nil; with len and cap 0 p := new([]int) ~~~ 在第二幅图中， `p := make([]int, 0)` ，切片 已经被初始化，但是指向一个空的数组。 以上两种方式实用性都不高。下面的方法： ~~~ var v []int = make([]int, 10, 50) ~~~ 或者 ~~~ v := make([]int, 10, 50) ~~~ 这样分配一个有 50 个 int 值的数组，并且创建了一个长度为 10，容量为 50 的 切片 v，该 切片 指向数组的前 10 个元素。 **问题 7.3** 给定 `s := make([]byte, 5)`，len(s) 和 cap(s) 分别是多少？`s = s[2:4]`，len(s) 和 cap(s) 又分别是多少？ **问题 7.4** 假设 `s1 := []byte{'p', 'o', 'e', 'm'}` 且 `s2 := d[2:]`，s2 的值是多少？如果我们执行 `s2[1] == 't'`，s1 和 s2 现在的值又分配是多少？ ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/07.2.md#725-多维-切片)7.2.5 多维 切片 和数组一样，切片通常也是一维的，但是也可以由一维组合成高维。通过分片的分片（或者切片的数组），长度可以任意动态变化，所以 Go 语言的多维切片可以任意切分。而且，内层的切片必须单独分配（通过 make 函数）。 ## [](https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN/blob/master/eBook/07.2.md#726-bytes-包)7.2.6 bytes 包 类型 `[]byte` 的切片十分常见，Go 语言有一个 bytes 包专门用来解决这种类型的操作方法。 bytes 包和字符串包十分类似（参见第 4.7 节）。而且它还包含一个十分有用的类型 Buffer: ~~~ import "bytes" type Buffer struct { ... } ~~~ 这是一个长度可变的 bytes 的 buffer，提供 Read 和 Write 方法，因为读写长度未知的 bytes 最好使用 buffer。 Buffer 可以这样定义：`var buffer bytes.Buffer`。 或者使用 new 获得一个指针：`var r *bytes.Buffer = new(bytes.Buffer)`。 或者通过函数：`func NewBuffer(buf []byte) *Buffer`，创建一个 Buffer 对象并且用 buf 初始化好；NewBuffer 最好用在从 buf 读取的时候使用。 **通过 buffer 串联字符串** 类似于 Java 的 StringBuilder 类。 在下面的代码段中，我们创建一个 buffer，通过 `buffer.WriteString(s)` 方法将字符串 s 追加到后面，最后再通过`buffer.String()` 方法转换为 string： ~~~ var buffer bytes.Buffer for { if s, ok := getNextString(); ok { //method getNextString() not shown here buffer.WriteString(s) } else { break } } fmt.Print(buffer.String(), "\n") ~~~ 这种实现方式比使用 `+=` 要更节省内存和 CPU，尤其是要串联的字符串数目特别多的时候。 **练习 7.5** 给定切片 sl，将一个 `[]byte` 数组追加到 sl 后面。写一个函数 `Append(slice, data []byte) []byte`，该函数在 sl 不能存储更多数据的时候自动扩容。 **练习 7.6** 把一个缓存 buf 分片成两个 切片：第一个是前 n 个 bytes，后一个是剩余的，用一行代码实现。