图解 Go 切片的深拷贝和浅拷贝

在刚使用 Go 时，我曾将 Python 深拷贝手法[:]用于 Go 中 ，结果造成了 bug。相信不少转语言的 Gopher 也在切片拷贝上栽过跟头。

切片是 Go 中最基础的数据结构，之前我们谈过切片传递、切换转换、切片扩容等内容。

本文，我们将探讨切片拷贝，就切片的三种拷贝方式进行图解分析，希望帮助读者巩固一下基础知识。

深浅拷贝

所谓深浅拷贝，其实都是进行复制，主要区别在于复制出来的新对象和原来的对象，它们的数据发生改变时，是否会相互影响。

简单而言，B 复制 A，如果 A 的数据发生变化，B 也跟着变化，这是浅拷贝。反之， 如果 B 不发生变化，则为深拷贝。

深浅拷贝差异的根本原因在于，复制出来的对象与原对象是否会指向同一个地址。

以下是 Python 中 list 与 Go 中 slice  深浅拷贝的表现差异

// Python 版
if __name__ == '__main__':
    a = [1, 2, 3]
    b = a
    c = a[:]
    a[0] = 100
    print(a, b, c) // [100, 2, 3] [100, 2, 3] [1, 2, 3]

// Golang 版
func main() {
 a := []int{1, 2, 3}
 b := a
 c := a[:]
 a[0] = 100
 fmt.Println(a, b, c) // [100 2 3] [100 2 3] [100 2 3]
}

发现没有？在 Go 中 [:] 操作并不是深拷贝。

= 拷贝

通过=操作符拷贝切片，这是浅拷贝。

func main() {
 a := []int{1, 2, 3}
 b := a
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&a))  // 0xc00000c030
 fmt.Println(a, &a[0])            // [100 2 3] 0xc00001a078
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&b))  // 0xc00000c048
 fmt.Println(b, &b[0])            // [100 2 3] 0xc00001a078
}

图解

[:] 拷贝

通过[:]方式复制切片，同样是浅拷贝。

func main() {
 a := []int{1, 2, 3}
 b := a[:]
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&a)) // 0xc0000a4018
 fmt.Println(a, &a[0])           // [1 2 3] 0xc0000b4000
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&b)) // 0xc0000a4030
 fmt.Println(b, &b[0])           // [1 2 3] 0xc0000b4000
}

图解

我们有时会使用[start: end]进行拷贝。例如，b:=a[1:]，那它的拷贝情况如何

copy() 拷贝

上述两种方式都是浅拷贝，如果要切片深拷贝，需要用到copy()内置函数。

copy()函数签名如下

func copy(dst, src []Type) int

其返回值代表切片中被拷贝的元素个数

func main() {
 a := []int{1, 2, 3}
 b := make([]int, len(a), len(a))
 copy(b, a)
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&a))  // 0xc00000c030
 fmt.Println(a, &a[0])            // [1 2 3] 0xc00001a078
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&b))  // 0xc00000c048
 fmt.Println(b, &b[0])            // [1 2 3] 0xc00001a090
}

图解

copy 的元素数量与原始切片和目标切片的大小、容量有关系

func main() {
 a := []int{1, 2, 3}
 b := []int{-1, -2, -3, -4}
 copy(b, a)
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&a))  // 0xc0000a4018
 fmt.Println(a, &a[0])            // [1 2 3] 0xc0000b4000
 fmt.Println(unsafe.Pointer(&b))  // 0xc0000a4030
 fmt.Println(b, &b[0])            // [1 2 3 -4] 0xc0000aa060
}

图解

总结

切片是 Go 语言中最基本的数据结构，它的扩容与拷贝细节，在理解不当时，是很容易写出程序 bug 的。

本文分别就切片的三种拷贝方式，=、[:]、copy()进行了探讨。其中，=、[:]是浅拷贝，copy()拷贝是深拷贝。

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