切片无疑是 Go 语言中最重要的数据结构，也是最有趣的数据结构，它的英文词汇叫 slice。所有的 Go 语言开发者都津津乐道地谈论切片的内部机制，它也是 Go 语言技能面试中面试官最爱问的知识点之一。初级用户很容易滥用它，这小小的切片想要彻底的理解它是需要花费一番功夫的。在使用切片之前，我觉得很有必要将切片的内部结构做一下说明。
学过 Java 语言的人会比较容易理解切片，因为它的内部结构非常类似于 ArrayList，ArrayList 的内部实现也是一个数组。当数组容量不够需要扩容时，就会换新的数组，还需要将老数组的内容拷贝到新数组。ArrayList 内部有两个非常重要的属性 capacity 和 length。capacity 表示内部数组的总长度，length 表示当前已经使用的数组的长度。length 永远不能超过 capacity。
上图中一个切片变量包含三个域，分别是底层数组的指针、切片的长度 length 和切片的容量 capacity。切片支持 append 操作可以将新的内容追加到底层数组，也就是填充上面的灰色格子。如果格子满了，切片就需要扩容，底层的数组就会更换。
形象一点说，切片变量是底层数组的视图，底层数组是卧室，切片变量是卧室的窗户。通过窗户我们可以看见底层数组的一部分或全部。一个卧室可以有多个窗户，不同的窗户能看到卧室的不同部分。
切片的创建
切片的创建有多种方式，我们先看切片最通用的创建方法，那就是内置的 make 函数
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 []int = make([]int, 5, 8)
var s2 []int = make([]int, 8) // 满容切片
fmt.Println(s1)
fmt.Println(s2)
}
-------------
[0 0 0 0 0]
[0 0 0 0 0 0 0 0]
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = make([]int, 5, 8)
s2 := make([]int, 8)
fmt.Println(s1)
fmt.Println(s2)
}
-------------
[0 0 0 0 0]
[0 0 0 0 0 0 0 0]
切片的初始化
使用 make 函数创建的切片内容是「零值切片」，也就是内部数组的元素都是零值。Go 语言还提供了另一个种创建切片的语法，允许我们给它赋初值。使用这种方式创建的切片是满容的。
package main
import "fmt"
func main() {
var s []int = []int{1,2,3,4,5} // 满容的
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
}
---------
[1 2 3 4 5] 5 5
空切片
在创建切片时，还有两个非常特殊的情况需要考虑，那就是容量和长度都是零的切片，叫着「空切片」，这个不同于前面说的「零值切片」。
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 []int
var s2 []int = []int{}
var s2 []int = make([]int, 0)
fmt.Println(s1, s2, s3)
fmt.Println(len(s1), len(s2), len(s3))
fmt.Println(cap(s1), cap(s2), cap(s3))
}
-----------
[] [] []
0 0 0
0 0 0
切片的赋值
切片的赋值是一次浅拷贝操作，拷贝的是切片变量的三个域，你可以将切片变量看成长度为 3 的 int 型数组，数组的赋值就是浅拷贝。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。
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = make([]int, 5, 8)
// 切片的访问和数组差不多
for i := 0; i < len(s1); i++ {
s1[i] = i + 1
}
var s2 = s1
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
// 尝试修改切片内容
s2[0] = 255
fmt.Println(s1)
fmt.Println(s2)
}
--------
[1 2 3 4 5] 5 8
[1 2 3 4 5] 5 8
[255 2 3 4 5]
[255 2 3 4 5]
切片的遍历
切片在遍历的语法上和数组是一样的，除了支持下标遍历外，那就是使用 range 关键字
package main
import "fmt"
func main() {
var s = []int{1,2,3,4,5}
for index := range s {
fmt.Println(index, s[index])
}
for index, value := range s {
fmt.Println(index, value)
}
}
--------
0 1
1 2
2 3
3 4
4 5
0 1
1 2
2 3
3 4
4 5
切片的追加
文章开头提到切片是动态的数组，其长度是可以变化的。什么操作可以改变切片的长度呢，这个操作就是追加操作。切片每一次追加后都会形成新的切片变量，如果底层数组没有扩容，那么追加前后的两个切片变量共享底层数组，如果底层数组扩容了，那么追加前后的底层数组是分离的不共享的。如果底层数组是共享的，一个切片的内容变化就会影响到另一个切片，这点需要特别注意。
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = []int{1,2,3,4,5}
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
// 对满容的切片进行追加会分离底层数组
var s2 = append(s1, 6)
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
// 对非满容的切片进行追加会共享底层数组
var s3 = append(s2, 7)
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3))
}
--------------------------
[1 2 3 4 5] 5 5
[1 2 3 4 5] 5 5
[1 2 3 4 5 6] 6 10
[1 2 3 4 5 6] 6 10
[1 2 3 4 5 6 7] 7 10
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = []int{1,2,3,4,5}
append(s1, 6)
fmt.Println(s1)
}
--------------
./main.go:7:8: append(s1, 6) evaluated but not used
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = []int{1,2,3,4,5}
_ = append(s1, 6)
fmt.Println(s1)
}
----------
[1 2 3 4 5]
切片的域是只读的
我们刚才说切片的长度是可以变化的，为什么又说切片是只读的呢？这不是矛盾么。这是为了提醒读者注意切片追加后形成了一个新的切片变量，而老的切片变量的三个域其实并不会改变，改变的只是底层的数组。这里说的是切片的「域」是只读的，而不是说切片是只读的。切片的「域」就是组成切片变量的三个部分，分别是底层数组的指针、切片的长度和切片的容量。这里读者需要仔细咀嚼。
切割切割
到目前位置还没有说明切片名字的由来，既然叫着切片，那总得可以切割吧。切割切割，有些男娃子听到这个词汇时身上会起鸡皮疙瘩。切片的切割可以类比字符串的子串，它并不是要把切片割断，而是从母切片中拷贝出一个子切片来，子切片和母切片共享底层数组。下面我们来看一下切片究竟是如何切割的。
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = []int{1,2,3,4,5,6,7}
// start_index 和 end_index，不包含 end_index
// [start_index, end_index)
var s2 = s1[2:5]
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
}
------------
[1 2 3 4 5 6 7] 7 7
[3 4 5] 3 5
我们注意到子切片的内部数据指针指向了数组的中间位置，而不再是数组的开头了。子切片容量的大小是从中间的位置开始直到切片末尾的长度，母子切片依旧共享底层数组。
子切片语法上要提供起始和结束位置，这两个位置都可选的，不提供起始位置，默认就是从母切片的初始位置开始（不是底层数组的初始位置），不提供结束位置，默认就结束到母切片尾部（是长度线，不是容量线）。下面我们看个例子
package main
import "fmt"
func main() {
var s1 = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
var s2 = s1[:5]
var s3 = s1[3:]
var s4 = s1[:]
fmt.Println(s1, len(s1), cap(s1))
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3))
fmt.Println(s4, len(s4), cap(s4))
}
-----------
[1 2 3 4 5 6 7] 7 7
[1 2 3 4 5] 5 7
[4 5 6 7] 4 4
[1 2 3 4 5 6 7] 7 7
package main
import "fmt"
func main() {
var s = make([]int, 5, 8)
for i:=0;i<len(s);i++ {
s[i] = i+1
}
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
var s2 = s
var s3 = s[:]
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3))
// 修改母切片
s[0] = 255
fmt.Println(s, len(s), cap(s))
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2))
fmt.Println(s3, len(s3), cap(s3))
}
-------------
[1 2 3 4 5] 5 8
[1 2 3 4 5] 5 8
[1 2 3 4 5] 5 8
[255 2 3 4 5] 5 8
[255 2 3 4 5] 5 8
[255 2 3 4 5] 5 8
数组变切片
对数组进行切割可以转换成切片，切片将原数组作为内部底层数组。也就是说修改了原数组会影响到新切片，对切片的修改也会影响到原数组。
package main
import "fmt"
func main() {
var a = [10]int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
var b = a[2:6]
fmt.Println(b)
a[4] = 100
fmt.Println(b)
}
-------
[3 4 5 6]
[3 4 100 6]
copy 函数
Go 语言还内置了一个 copy 函数，用来进行切片的深拷贝。不过其实也没那么深，只是深到底层的数组而已。如果数组里面装的是指针，比如 []*int 类型，那么指针指向的内容还是共享的。
func copy(dst, src []T) int
package main
import "fmt"
func main() {
var s = make([]int, 5, 8)
for i:=0;i<len(s);i++ {
s[i] = i+1
}
fmt.Println(s)
var d = make([]int, 2, 6)
var n = copy(d, s)
fmt.Println(n, d)
}
-----------
[1 2 3 4 5]
2 [1 2]
切片的扩容点
当比较短的切片扩容时，系统会多分配 100% 的空间，也就是说分配的数组容量是切片长度的2倍。但切片长度超过1024时，扩容策略调整为多分配 25% 的空间，这是为了避免空间的过多浪费。试试解释下面的运行结果。
s1 := make([]int, 6)
s2 := make([]int, 1024)
s1 = append(s1, 1)
s2 = append(s2, 2)
fmt.Println(len(s1), cap(s1))
fmt.Println(len(s2), cap(s2))
-------------------------------------------
7 12
1025 1344
下一节我们要讲 Go 语言另一个非常重要的数据结构 —— 字典
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