Go 語(yǔ)言中雖然有數(shù)組，但在代碼中直接用的比較少，而是會(huì)間接的用到，slice 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)就是用的 數(shù)組，甚至可以認(rèn)為數(shù)組是為了 slice 存在。Go 語(yǔ)言中的 slice 可以當(dāng)做數(shù)組來(lái)使用，也可以當(dāng)做其他語(yǔ)言中的 List 來(lái)使用。

slice 表示一個(gè)擁有相同類型元素的可變長(zhǎng)的序列。可變長(zhǎng)是 slice 最重要的一個(gè)特性，這是它和數(shù)組最不同的地方，既然 slice 是依靠數(shù)組而存在的，那么 slice 是如何做到可變長(zhǎng)的呢，這篇文章就來(lái)聊一下。

先從 slice 的創(chuàng)建說(shuō)起。

1. slice 的創(chuàng)建

slice 可以主動(dòng)創(chuàng)建，也可從現(xiàn)有的數(shù)組中獲取。

帶初始化元素的方式：

nums := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
fmt.Println(len(nums)) // 6
fmt.Println(cap(nums)) // 6

不帶初始化元素的方式，下面的這種方式會(huì)自動(dòng)填充零值：

nums := make([]int, 6) 
fmt.Println(len(nums)) // 6
fmt.Println(cap(nums)) // 6

還可以創(chuàng)建一個(gè)更大容量的 slice：

nums := make([]int, 6, 12) 
fmt.Println(len(nums)) // 6
fmt.Println(cap(nums)) // 12

在這里需要需要注意，雖然 slice 容量有 12，但是卻不能直接訪問(wèn) slice 長(zhǎng)度范圍外的元素，否則會(huì)出現(xiàn) panic:

fmt.Println(nums[6]) // panic

要么通過(guò)擴(kuò)展 slice 的長(zhǎng)度，要么使用 append 函數(shù)來(lái)添加元素。

nums = nums[:len(nums)+1] // 將 slice 的長(zhǎng)度擴(kuò)展大 1
nums = append(nums, 1) // 使用 append 將 nums 的長(zhǎng)度加 1

在使用上面的方式創(chuàng)建 slice 時(shí)，Go 會(huì)自動(dòng)的創(chuàng)建一個(gè)底層數(shù)組來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，slice 本身并不會(huì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

還有一種方式是通過(guò)數(shù)組來(lái)創(chuàng)建 slice：

numsArr := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5}

numsSlice := numsArr[:] // 這表示 slice 容納數(shù)組的所有元素
fmt.Println(len(numsSlice)) // 6
fmt.Println(cap(numsSlice)) // 6

2. slice 的結(jié)構(gòu)

一般 可以把 slice 看成是一個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如下，由三部分組成：指針、長(zhǎng)度和容量：

type Slice struct {
    ptr      *T
    len, cap int
}

slice 本身不會(huì)存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)，slice 通過(guò)指針指向底層數(shù)組的某一個(gè)位置，這個(gè)位置就是 slice 的初始位置。長(zhǎng)度表示當(dāng)前 slice 中的元素個(gè)數(shù)，容量表示從指針的位置到底層數(shù)組的最后一個(gè)位置。

slice 可變長(zhǎng)的第一個(gè)原因就是可以通過(guò)改變指針的位置來(lái)改變 slice 的長(zhǎng)度。比如下面這樣:

numsSlice2 := numsSlice[1:3]
fmt.Println(len(numsSlice2)) // 2
fmt.Prinltn(cap(numsSlice2)) // 5

這個(gè)操作在 numsSlice 的基礎(chǔ)上創(chuàng)建的一個(gè)新的 slice，其實(shí)就是移動(dòng)了一下 slice 的指針。

另外 slice 不能使用 == 進(jìn)行比較，因?yàn)?slice 的元素是非直接的，也就是 slice 本身不存儲(chǔ)值，slice 甚至可以包含自身。另外因?yàn)?slice 的元素是靠底層的數(shù)組存儲(chǔ)，所以當(dāng)?shù)讓訑?shù)組變動(dòng)的時(shí)候，slice 讀取到的值也會(huì)產(chǎn)生變化。如果 使用 == 來(lái)進(jìn)行比較，可能會(huì)產(chǎn)生很多預(yù)料之外的結(jié)果。

3. 理解 slice 的 cap

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，會(huì)把 slice 的長(zhǎng)度和容量搞混。

先來(lái)看下面這段代碼：

numsArr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}

s1 := numsArr[0 : 3] 
fmt.Println(s1) // [1,2,3]
fmt.Println(cap(s1)) // 6
fmt.Println(len(s1)) // 3

s2 := numsArr[3:5]
fmt.Println(s2) // [4,5]
fmt.Println(cap(s2)) // 3
fmt.Println(len(s2)) // 2

我們可以發(fā)現(xiàn)，同樣是從數(shù)組上來(lái)生成 slice，但是生成之后的 slice 的容量卻不一樣，在上面而我們說(shuō)到了 slice 的初始位置靠指針來(lái)決定，s1 指針的位置在數(shù)組的最開始的位置。按照容量的定義，從指針到底層數(shù)組結(jié)束的地方，所以它的 容量還是 6。

而 s2 中，指針的位置是數(shù)組的第四個(gè)元素，長(zhǎng)度是 3，容量也是 3。這是初學(xué)者最容易犯錯(cuò)的地方。

長(zhǎng)度表示 slice 中目前可訪問(wèn)的元素個(gè)數(shù)，容量則表示這個(gè) slice 在不改變底層數(shù)組的情況下，最多個(gè)擴(kuò)展到的長(zhǎng)度。如果要擴(kuò)展 slice，使用下面的操作就可以：

s2 = s2[:3] // 把上面 s2 的長(zhǎng)度從 2 擴(kuò)展到 3
fmt.Println(s2[2]) // 訪問(wèn)第三個(gè)元素

這種方式是讓 slice 可變長(zhǎng)的第二種方式。

4. 理解 append

append 方法也是讓 slice 可變長(zhǎng)的一種方式。

append 函數(shù)經(jīng)常會(huì)配合 slice 一起使用，在使用 append 的時(shí)候，我們需要使用下面的語(yǔ)法：

nums = append(nums, 1)

而且這種做法是必須的，如果沒(méi)有采用這種做法，可能會(huì)產(chǎn)生意料之外的結(jié)果。看下面的代碼：

numsArr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}

s1 := numsArr[3:5]
fmt.Println(cap(s1)) // 3
fmt.Println(len(s1)) // 2

_ = append(s1, 1)

fmt.Println(s1[2]) // panic

上面的代碼在調(diào)用 append 之后，如果沒(méi)有使用返回的 slice，而是直接使用原來(lái)的 slice，就會(huì)產(chǎn)生越界的錯(cuò)誤。

因?yàn)?slice 本身雖然是可變長(zhǎng)的，所以如果 slice 還有容量，那么每次添加元素，都需要擴(kuò)展 slice 的長(zhǎng)度，返回的也是一個(gè)新的 slice。

另外 slice 依賴的底層數(shù)組是固定長(zhǎng)度，在使用 append 時(shí)，如果底層的數(shù)組不足以存儲(chǔ)新的元素之后，就需要擴(kuò)容，擴(kuò)容之后就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的 slice 返回。

可以理解 append 方法修改傳入的 slice，而我們?cè)谡{(diào)用 append 函數(shù)之后，就需要使用函數(shù)返回的結(jié)果。所以上面的代碼需要修改為:

numsArr := [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6}

    s1 := numsArr[3:5]
    fmt.Println(cap(s1)) // 3
    fmt.Println(len(s1)) // 2

    s1 = append(s1, 1)

    fmt.Println(s1[2]) //1

5. 小結(jié)

slice 是一個(gè)很有用的數(shù)據(jù)接口，既可以當(dāng)數(shù)組用，也可以當(dāng) list 使用。在使用 slice 的過(guò)程中，一定要注意 slice 本身不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它只是在一個(gè)底層數(shù)組上，截取不同長(zhǎng)度序列，可以說(shuō) slice 就是一個(gè)數(shù)組的子序列。

另外我們說(shuō)到了 slice 可變長(zhǎng)的幾種方式，一種是通過(guò)移動(dòng) slice 的指針，改變 slice 的長(zhǎng)度，第二種是 slice 容量范圍內(nèi)擴(kuò)展長(zhǎng)度，第三種是通過(guò) append 方式，這種方式會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的 slice。

另外我們經(jīng)常會(huì)對(duì) string 做子串的截取操作和這里 slice 工作原理是一樣的。

文 / Rayjun
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