Golang语言基础之切片

概述

数组的长度是固定的并且数组长度属于类型的一部分，所以数组有很多的局限性

func arraySum(x [3]int) int{
    sum := 0
    for _, v := range x{
        sum = sum + v
    }
    return sum
}

这个求和函数只能接受[3]int类型，其他的都不支持。

切片

切片（Slice）是一个拥有相同类型元素的可变长度的序列。它是基于数组类型做的一层封装。它非常灵活，支持自动扩容。

切片是一个引用类型，它的内部结构包含地址、长度和容量。切片一般用于快速地操作一块数据集合。

切片的定义

声明切片类型的基本语法如下：

var name []T

其中，

• name:表示变量名
• T:表示切片中的元素类型

举个例子：

func main() {
	// 声明切片类型
	var a []string              //声明一个字符串切片
	var b = []int{}             //声明一个整型切片并初始化
	var c = []bool{false, true} //声明一个布尔切片并初始化
	var d = []bool{false, true} //声明一个布尔切片并初始化
	fmt.Println(a)              //[]
	fmt.Println(b)              //[]
	fmt.Println(c)              //[false true]
	fmt.Println(a == nil)       //true
	fmt.Println(b == nil)       //false
	fmt.Println(c == nil)       //false
	// fmt.Println(c == d)   //切片是引用类型，不支持直接比较，只能和nil比较
}

切片的长度和容量

切片拥有自己的长度和容量，我们可以通过使用内置的len()函数求长度，使用内置的cap()函数求切片的容量。

基于数组定义切片

由于切片的底层就是一个数组，所以我们可以基于数组定义切片。

func main() {
	// 基于数组定义切片
	a := [5]int{55, 56, 57, 58, 59}
	b := a[1:4]                     //基于数组a创建切片，包括元素a[1],a[2],a[3]
	fmt.Println(b)                  //[56 57 58]
	fmt.Printf("type of b:%T\n", b) //type of b:[]int
}

还支持如下方式：

c := a[1:] //[56 57 58 59]
d := a[:4] //[55 56 57]
e := a[:]  //[55 56 57 58 59]

切片再切片

除了基于数组得到切片，我们还可以通过切片来得到切片。

func processSlice2() {
	a := [...]string{"北京", "上海", "广州", "深圳", "成都", "重启"}
	fmt.Printf("a:%v type:%T len:%d cap:%d\n", a, a, len(a), cap(a))
	b := a[1:3]
	fmt.Printf("b:%v type:%T len:%d cap:%d\n", b, b, len(b), cap(b))
	c := b[2:5]
	fmt.Printf("c:%v type:%T len:%d  cap:%d\n", c, c, len(c), cap(c))
}

输出：

a:[北京 上海 广州 深圳 成都 重启] type:[6]string len:6 cap:6
b:[上海 广州] type:[]string len:2 cap:5
c:[深圳 成都 重启] type:[]string len:3  cap:3

理解:从b再进行切片 实际也是从a切片 只不过b切片后b := a[1:3]

中的1不存在了 而在c := b[2:5]

中的5是存在的

注意：
对切片进行再切片时，索引不能超过原数组的长度，否则会出现索引越界的错误。

使用make()函数构造切片

我们上面都是基于数组来创建的切片，如果需要动态的创建一个切片，我们就需要使用内置的make()函数，格式如下：

make([]T, size, cap)

其中：

• T:切片的元素类型
• size:切片中元素的数量
• cap:切片的容量

举个例子：

func main() {
	a := make([]int, 2, 10)
	fmt.Println(a)      //[0 0]
	fmt.Println(len(a)) //2
	fmt.Println(cap(a)) //10
}

上面代码中a的内部存储空间已经分配了10个，但实际上只用了2个。
容量并不会影响当前元素的个数，所以len(a)返回2，cap(a)则返回该切片的容量。

切片的本质

切片的本质就是对底层数组的封装，它包含了三个信息：底层数组的指针、切片的长度（len）和切片的容量（cap）。

举个例子，现在有一个数组a := [8]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}，切片s1 := a[:5]，相应示意图如下。

切片s2 := a[3:6]，相应示意图如下：

切片不能直接比较

切片之间是不能比较的，我们不能使用==操作符来判断两个切片是否含有全部相等元素。
切片唯一合法的比较操作是和nil比较。
一个nil值的切片并没有底层数组，一个nil值的切片的长度和容量都是0。但是我们不能说一个长度和容量都是0的切片一定是nil，例如下面的示例：

var s1 []int         //len(s1)=0;cap(s1)=0;s1==nil
s2 := []int{}        //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nil
s3 := make([]int, 0) //len(s3)=0;cap(s3)=0;s3!=nil

所以要判断一个切片是否是空的，要是用len(s) == 0来判断，不应该使用s == nil来判断。

切片的赋值拷贝

下面的代码中演示了拷贝前后两个变量共享底层数组，对一个切片的修改会影响另一个切片的内容，这点需要特别注意。

func main() {
	s1 := make([]int, 3) //[0 0 0]
	s2 := s1             //将s1直接赋值给s2，s1和s2共用一个底层数组
	s2[0] = 100
	fmt.Println(s1) //[100 0 0]
	fmt.Println(s2) //[100 0 0]
}

切片遍历

切片的遍历方式和数组是一致的，支持索引遍历和for range遍历。

func processSliceRange() {
	s := []int{1, 2, 3, 4, 5}
	for i := 0; i < len(s); i++ {
		fmt.Println(s[i])
	}
	for index, value := range s {
		fmt.Printf("key:%d\tvalue:%d\n", index, value)
	}
}

append()方法为切片添加元素

Go语言的内建函数append()可以为切片动态添加元素。
每个切片会指向一个底层数组，这个数组能容纳一定数量的元素。当底层数组不能容纳新增的元素时，切片就会自动按照一定的策略进行“扩容”，此时该切片指向的底层数组就会更换。“扩容”操作往往发生在append()函数调用时。
举个例子：

func processSliceAppend() {
	//append()添加元素和切片扩容
	var numSlice []int
	for i := 0; i < 10; i++ {
		numSlice = append(numSlice, i)
		fmt.Printf("%v  len:%d  cap:%d  ptr:%p\n", numSlice, len(numSlice), cap(numSlice), numSlice)
	}
}

输出:

[0]  len:1  cap:1  ptr:0xc00001c0a8
[0 1]  len:2  cap:2  ptr:0xc00001c0f0
[0 1 2]  len:3  cap:4  ptr:0xc0000121c0
[0 1 2 3]  len:4  cap:4  ptr:0xc0000121c0
[0 1 2 3 4]  len:5  cap:8  ptr:0xc00001a2c0
[0 1 2 3 4 5]  len:6  cap:8  ptr:0xc00001a2c0
[0 1 2 3 4 5 6]  len:7  cap:8  ptr:0xc00001a2c0
[0 1 2 3 4 5 6 7]  len:8  cap:8  ptr:0xc00001a2c0
[0 1 2 3 4 5 6 7 8]  len:9  cap:16  ptr:0xc000014280
[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]  len:10  cap:16  ptr:0xc000014280

从上面的结果可以看出：

1. append()函数将元素追加到切片的最后并返回该切片。
2. 切片numSlice的容量按照1，2，4，8，16这样的规则自动进行扩容，每次扩容后都是扩容前的2倍。

append()函数还支持一次性追加多个元素。

例如：

func processSliceAppendAll() {
	var citySlice []string
	//追加一个元素
	citySlice = append(citySlice, "北京")
	//追加多个元素
	citySlice = append(citySlice, "广州", "深圳")
	//追加切片
	a := []string{"切片元素1,切片元素2"}
	citySlice = append(citySlice, a...)
	fmt.Println(citySlice)
}

删除切片里的元素

Go中没有现成可用的函数来删除切片里的元素，我们必须自己“发明”函数来删除切片元素。这里介绍一种方法：

func main() {
	slice := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
	fmt.Println(slice)
        //索引从0开始
	slice = RemoveIndex(slice, 3)
	fmt.Println(slice)
}

// RemoveIndex 删除索引
func RemoveIndex(s []int, index int) []int {
	//s[:index] 包含我们想要删除的元素前面的所有元素（但不包含想要删除的元素其本身）
	//s[index+1:] 包含我们想要删除的元素后面的所有元素（但不包含想要删除的元素其本身）
	//... 将两个切片通过append()函数合并
	return append(s[:index], s[index+1:]...)
}

输出：

切片元素排序

示例：

func main() {
	ints := []int{2, 3, -1, 4, 7, 5}
	fmt.Println("排序前:", ints)
	//正序排
	sort.Ints(ints)
	fmt.Println("排序后(正序):", ints)
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.IntSlice(ints)))
	fmt.Println("排序后(倒序):", ints)

	floats := []float64{1.1, 2.3, 0.4, -9.5, 10}
	fmt.Println("排序前:", floats)
	sort.Float64s(floats)
	fmt.Println("排序后(正序):", floats)
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.Float64Slice(floats)))
	fmt.Println("排序后(倒序):", floats)

	strings := []string{"aa", "a", "A", "Aa", "aab"}
	fmt.Println("\n排序前:", strings)
	sort.Strings(strings)
	fmt.Println("排序后(正序):", strings)
	sort.Sort(sort.Reverse(sort.StringSlice(strings)))
	fmt.Println("倒序后(倒序):", strings)
}

使用了Go语言的排序包sort来对一个整数切片进行排序。

这一行使用sort.Ints函数对整数切片ints进行升序排序。该函数修改原始切片，而不返回新的切片。所以ints切片现在是按照升序排列的。

这一行输出了排序后的整数切片ints，此时它是升序排列的。

这一行对整数切片ints进行了降序排序。首先，sort.IntSlice(ints)将整数切片转换为sort.Interface类型，以便在通用的sort.Sort函数中使用。然后，sort.Reverse对sort.Interface类型进行逆序操作，最后sort.Sort函数对整个切片进行排序。

最后一行输出了排序后的整数切片ints，此时它是降序排列的。

思考题

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    var numbers4 = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
    myslice := numbers4[4:6:8]
    fmt.Printf("myslice为 %d, 其长度为: %d\n", myslice, len(myslice))

    myslice = myslice[:cap(myslice)]
    fmt.Printf("myslice的第四个元素为: %d", myslice[3])
}

为什么 myslice 的长度为2，却能访问到第四个元素

输出：

myslice为 [5 6], 其长度为: 2
myslice的第四个元素为: 8

解释：

func main() {
	var number4 = [...]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
	//4 是切片的起始索引（包含）
	//6 是切片的结束索引（不包含）
	//8 是切片的容量
	myslice := number4[4:6:8]
	fmt.Printf("type:%T,value:%v,len:%d,cap:%d\n", myslice, myslice, len(myslice), cap(myslice))
	//cap 的容量是4 所以对应的索引和值分别是：
	//0=>5 1=>6 2=>7 3=>8
	myslice = myslice[:cap(myslice)]
	fmt.Println(myslice[1])
}

由于切片里面是指针、长度、容量

slice类型是数组的一个引用，数组arr的地址0x83029,那么slice的数据结构是[ ptr | len| cap],ptr就是指向数组arr的，就是一个指针，即存放了地址0x83029,len存放了slice的长度，cap存放了slice的容量，但是这个容量是不可能超过arr的len的，所以这样看来slice是一个引用，存放的数据是在arr中，修改slice的数据，对应修改了数组的内容，所以
len是2，cap是4，那么它就可以通过ptr指针访问到arr后面的第四个元素。