golang - slice

切片定义

切片是基于数组实现的，它的底层是数组，可以理解为对 底层数组的抽象。切片底层结构并没有使用加锁等方式，不支持并发读写，所以并不是线程安全的

源码包中src/runtime/slice.go 定义了slice的数据结构：

type slice struct {
    array unsafe.Pointer
    len   int
    cap   int
}

slice占用24个字节
- array: 指向底层数组的指针，占用8个字节
- len: 切片的长度，占用8个字节
- cap: 切片的容量，cap 总是大于等于 len 的，占用8个字节

slice有4种初始化方式

// 初始化方式1：直接声明
var slice1 []int

// 初始化方式2：使用字面量
slice2 := []int{1, 2, 3, 4}

// 初始化方式3：使用make创建slice
slice3 := make([]int, 3, 5)         

// 初始化方式4: 从切片或数组“截取”
slcie4 := arr[1:3]

切片和数组的区别：

• 数组长度不同

数组初始化必须指定长度，并且长度就是固定的

切片的长度是不固定的，可以追加元素，在追加时可能使切片的容量增大

• 函数传参不同

数组是值类型，将一个数组赋值给另一个数组时，传递的是一份深拷贝，函数传参操作都会复制整个数组数据，会占用额外的内存，函数内对数组元素值的修改，不会修改原数组内容。

切片是引用类型，将一个切片赋值给另一个切片时，传递的是一份浅拷贝，函数传参操作不会拷贝整个切片，只会复制len和cap，底层共用同一个数组，不会占用额外的内存，函数内对数组元素值的修改，会修改原数组内容。

• 计算数组长度方式不同

数组需要遍历计算数组长度，时间复杂度为O(n)

切片底层包含len字段，可以通过len()计算切片长度，时间复杂度为O(1)

切片拷贝

• 深拷贝
  拷贝的是数据本身，创造一个新对象，新创建的对象与原对象不共享内存，新创建的对象在内存中开辟一个新的内存地址，新对象值修改时不会影响原对象值, 深拷贝的方式有如下两种

1. copy(slice2, slice1)

func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    slice2 := make([]int, 5, 5)
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    copy(slice2, slice1)
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)
}

2. 遍历append赋值

func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    slice2 := make([]int, 5, 5)
    for i, v := range slice1 {
        slice2[i] = v
    }
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)

上述两种拷贝的方式，slice2 的地址与slice1 地址不同，所以是深拷贝

• 浅拷贝
  拷贝的是数据地址，只复制指向的对象的指针，此时新对象和老对象指向的内存地址是一样的，新对象值修改时老对象也会变化

引用类型的变量，默认赋值操作就是浅拷贝，例如如下的
slice2 := slice1

func main() {
    slice1 := []int{1, 2, 3, 4, 5}
    fmt.Printf("slice1: %v, %p\n", slice1, slice1)
    slice2 := slice1
    fmt.Printf("slice2: %v, %p", slice2, slice2)
}
//结果：slice1 和slice2 的底层地址相同，即指向同一个底层数组
slice1: [1 2 3 4 5], 0xc00001a120
slice2: [1 2 3 4 5], 0xc00001a120

扩容机制

扩容会发生在slice append的时候，当slice的cap不足以容纳新元素，就会进行扩容，扩容规则如下

如果新申请容量比两倍原有容量大，那么扩容后容量大小 为 新申请容量
如果原有 slice 长度小于 1024， 那么每次就扩容为原来的 2 倍
如果原 slice 长度大于等于 1024， 那么每次扩容就扩为原来的 1.25 倍

注意：切片发生扩容后，底层的数组指针会指向新的扩容后的数组