Go中的Slice有何不同,传递类型,详解切片类型

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本文翻译自:https://dave.cheney.net/2018/07/12/slices-from-the-ground-up

数组Arrays

每次讨论到Go的切片问题,都会从这个变量是不是切片开始,换句话说,就是Go的序列类型,在Go中,数组有两种关联属性。

  1. 数组拥有固定的大小;[5]int即表明是一个有5个int的数组,又与[3]int相区分开

  2. 他们是值类型。思考下面这个例子

    package main
    
    import "fmt"
    
    func main() {
            var a [5]int
            b := a
            b[2] = 7
            fmt.Println(a, b) // prints [0 0 0 0 0] [0 0 7 0 0]
    }
    

    声明语句b:=a声明一个新变量b,一个[5]int的数据类型,并把a的内容拷贝到b中,更改b中的值并不会对a中内容造成影响,因为ab是独立的。

    *作者注:这并不是数组的特殊属性,在Go中,每次分配其实都是副本值传递 *

切片Slices

Go的切片类型与数组类型有两个不同的地方:

  1. 切片其实没有固定长度,一个切片的长度没有声明为其类型的一部分,而是被保留在切片结构本身中并且可以通过内置函数len来重置他。

    作者注:你也可以用len去重置数组变量的长度,但并没有用

    译者注:不明白用len()去重置切片长度是什么意思,欢迎补充,原文如下:

    Slices do not have a fixed length. A slice’s length is not declared as part of its type, rather it is held within the slice itself and is recoverable with the built-in function len.

  2. 用一个切片赋值给另一个切片并不会创建前一个切片的内容副本,因为切片类型没有直接拥有它的内容(序列),而是拥有一个指针,而这个指针指向切片下方的数组,数组内才是切片的内容。

    作者注:这有时也被成为后台数组(backing arrays)

由于第二个特性,两个数组可以同时分享一个后台数组,思考以下例子:

例1:对切片再切片

package main

import "fmt"

func main() {
        var a = []int{1,2,3,4,5}
        b := a[2:]
        b[0] = 0
        fmt.Println(a, b) // prints [1 2 0 4 5] [0 4 5]
}

译者注:a也是个切片,而不是数组,只要[]内没有数字,就是切片,在本例中,a是数组{1,2,3,4,5}的一个切片

在这个例子中,ab共同分享同一个后台数组,尽管b开始的偏移量和和长度都不同于a,所以底层数组的更改会用同时影响到ab

例2:传切片变量给函数

package main

import "fmt"

func negate(s []int) {
        for i := range s {
                s[i] = -s[i]
        }
}

func main() {
        var a = []int{1, 2, 3, 4, 5}
        negate(a)
        fmt.Println(a) // prints [-1 -2 -3 -4 -5]
}

在例2中,a被传值给negate函数作为形式参数s,函数遍历s中的元素,将他们转为相反数,尽管negate函数没有返回任何值或者用任何方式去在main中访问a,但是a中的内容还是被negate所修改了。

大多程序员程序员对Go中的切片与数组有一个直观的了解,应为这样的概念在其他语言中也有,例如

Python 重写例1

Python 2.7.10 (default, Feb  7 2017, 00:08:15) 
[GCC 4.2.1 Compatible Apple LLVM 8.0.0 (clang-800.0.34)] on darwin
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>> a = [1,2,3,4,5]
>>> b = a
>>> b[2] = 0
>>> a
[1, 2, 0, 4, 5]

Ruby

irb(main):001:0> a = [1,2,3,4,5]
=> [1, 2, 3, 4, 5]
irb(main):002:0> b = a
=> [1, 2, 3, 4, 5]
irb(main):003:0> b[2] = 0
=> 0
irb(main):004:0> a
=> [1, 2, 0, 4, 5]

Slice Header

想要理解slice是如何做到本身是一个类,并且又是一个指针的话,就得理解slice的底层结构

官方文档-1

slicet Header看起来就像这样:

package runtime

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

它不像mapchan类型,它们是引用类型,而切片是值类型,在赋值或者作为参数传递给函数的时候会复制。

为了说明这些,程序员可以直观的将square()的形参理解为mainv的副本

package main

import "fmt"

func square(v int) {
        v = v * v
}

func main() {
        v := 3
        square(v)
        fmt.Println(v) // prints 3, not 9
}

译者注:这是值传递,如果把形参改为v *int ,其他也做相应修改,则可输出9

square的操作并不会对原本的v有任何影响,形参可以理解为所传值的单独拷贝。

package main

import "fmt"

func double(s []int) {
        s = append(s, s...)
}

func main() {
        s := []int{1, 2, 3}
        double(s)
        fmt.Println(s, len(s)) // prints [1 2 3] 3
}

Go的slice变量稍微有点不一样的特性就是他是作为值传递的,不仅仅是一个指针,90%的时间当我们在Go中声明一个结构体的时候,你会传递一个结构体指针。Slice的值传递很不常见,我能想到的另一个值传递的结构体为time.time

作者注:当结构体实现了某个接口的时候,那么传递指针的概率这接近100%

正是这种异常的,将slice作为值传递,而不是指针传递,这引起了Go程序员的混乱思考,但是只要记住:当我们赋值,截取,传递或者返回一个切片的时候,你只是在创建一个Slice Header结构体,这个结构体有着三个字段:指向后台数组的指针,当前长度len,容量cap

总结

写一个用切片作为栈的例子

package main

import "fmt"

func f(s []string, level int) {
        if level > 5 {
               return
        }
        s = append(s, fmt.Sprint(level))
        f(s, level+1)
        fmt.Println("level:", level, "slice:", s)
}

func main() {
        f(nil, 0)
}

main开始,我们传递一个空值给f作为level 0,在f内部,我们添加当前的levels,一旦level大于5,f就会return ,打印s的副本。

level: 5 slice: [0 1 2 3 4 5]
level: 4 slice: [0 1 2 3 4]
level: 3 slice: [0 1 2 3]
level: 2 slice: [0 1 2]
level: 1 slice: [0 1]
level: 0 slice: [0]

扩展阅读

Go切片用处和内在原理

数组,切片,和String,append的原理

原文地址:https://www.cnblogs.com/Jun10ng/p/12695328.html