Go?Slice擴容的坑有哪些及怎么解決

這篇文章主要介紹“Go Slice擴容的坑有哪些及怎么解決”的相關知識，小編通過實際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實用性強，希望這篇“Go Slice擴容的坑有哪些及怎么解決”文章能幫助大家解決問題。

知識重溫

切片底層結構定義：包含指向底層數組的指針、長度和容量

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

append操作：可以是1個、多個、甚至整個切片（記得后面加...）；添加元素時當容量不足，則會自動觸發切片擴容機制，產生切片副本，同時指向底層數組的指針發生變化

var nums []int
nums = append(nums, 1)
nums = append(nums, 2, 3, 4)
nums2 := []int{5, 6, 7}
nums = append(nums, nums2...)
fmt.Println(nums) //[1 2 3 4 5 6 7]

案例1：傳值+未擴容

先來看看下面會輸出什么結果？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

輸出結果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3]
s1切片:  []
s1切片表達式:  [1 2 3 0 0]

看到這個結果，大家就會有疑問了，明明切片是引用類型，為什么s2 append了新元素后，s2是有值了但s1卻還是空的，并且對s1用切片表達式卻能獲取到值呢？

原因分析前，我們先來看看s1和s2到底是不是同一個切片，打印地址驗證下

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p\n", s1)
  appendFunc(s1)
  //...
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Printf("s2切片地址: %p\n", s2)
  //...
}

輸出結果：

s1切片地址: 0xc000018150
s2切片地址: 0xc000018150

看到這就得傻眼了，兩個切片的地址都是同一個，s2修改后s1也應該同步修改，應該都有值啊

我們還得繼續再深究一下，fmt包%p打印的這個地址，到底是誰的地址

//fmt/print.go
func (p *pp) fmtPointer(value reflect.Value, verb rune) {
  var u uintptr
  switch value.Kind() {
  case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Map, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.UnsafePointer:
    u = value.Pointer()
  default:
    p.badVerb(verb)
    return
  }
  //...
}

//reflect/value.go
func (v Value) Pointer() uintptr {
  k := v.kind()
  switch k {
  //...
  
  case Slice:
    return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
  }
  panic(&ValueError{"reflect.Value.Pointer", v.kind()})
}

通過分析fmt包的源碼，不難發現，打印的地址，其實是切片里指向底層數組的指針存儲的地址，并不是兩個切片本身的地址。同時也說明這兩切片是指向同一個底層數組。

原因正式分析：

• 傳值操作，s1和s2是兩個不同的切片變量，但是指向底層數組的指針是同一個；

• 長度和容量的變化：s1 Len=0和Cap=5，后來未發生過變化；s2一開始被賦值時 Len=0和Cap=5，在append操作后，Len=3和Cap=5，同時底層數組值從[0,0,0,0,0]被修改成了[1,2,3,0,0];

• 輸出結果，s1由于Len=0所以輸出空[]，而s1用切片表達式，是基于底層數組[1,2,3,0,0]進行切片，所以輸出結果為[1,2,3,0,0]；

案例2：傳值+擴容

將案例1，append的元素個數超過切片容量，觸發自動擴容，輸出的結果又會是怎樣的呢？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

輸出結果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3 4 5 6]
s1切片:  []
s1切片表達式:  [0 0 0 0 0]

原因分析：

• 發生擴容后，s2指向的底層數組會產生副本，導致s1和s2不再指向同一個底層數組；

• 長度和容量的變化：s2 append后Len=6、Cap=10和底層數組值為[1,2,3,4,5,6,0,0,0,0]；s2的操作完全不影響s1的數據，s1仍然是Len=0、Cap=5和底層數組值為[0,0,0,0,0]；

• 輸出結果，s2由于Len=6所以輸出[1,2,3,4,5,6]，s1由于Len=0所以輸出空[]，而s1用切片表達式，是基于底層數組[0,0,0,0,0]進行切片，所以輸出結果為[0,0,0,0,0]；

案例3：傳址+不關心擴容

上面兩個傳值操作的例子，不管擴容與否，都不會影響原切片s1的長度和容量。如果我們期望修改s2的同時也修改原切片s1，則需要用到切片指針，基于地址傳遞進行操作。

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p len:%d cap:%d\n", &s1, len(s1), cap(s1))
  appendFunc(&s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 *[]int) {
  fmt.Printf("s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  //*s2 = append(*s2, 1, 2, 3)
  *s2 = append(*s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
  fmt.Printf("append后s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  fmt.Println("s2切片: ", *s2)
}

輸出結果：

s1切片:  []
s1切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
s2切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
append后s2切片地址: 0xc00000c030 len:10 cap:10
s2切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片表達式:  [1 2 3 4 5]

萬變不離其宗，傳址操作，始終操作的是同一個切片變量，append操作后，長度和容量都會同時發生變化，以及如果觸發擴容，那么指向底層數組的指針，也都會同時發生變化。

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