Go Slice扩容的这些坑你踩过哪些

目录

• 前言
• 知识重温
• 案例1：传值+未扩容
• 案例2：传值+扩容
• 案例3：传址+不关心扩容
• 总结

前言

之前对Go语言for循环做了一次踩坑经验分享《Go for range 一不小心就掉坑里了》，大家直呼有用。

今天对切片Slice的append操作也做一次踩坑经验分享，希望对朋友们有所帮助，有用请三连支持。

知识重温

切片底层结构定义：包含指向底层数组的指针、长度和容量

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

append操作：可以是1个、多个、甚至整个切片（记得后面加...）；添加元素时当容量不足，则会自动触发切片扩容机制，产生切片副本，同时指向底层数组的指针发生变化

var nums []int
nums = append(nums, 1)
nums = append(nums, 2, 3, 4)
nums2 := []int{5, 6, 7}
nums = append(nums, nums2...)
fmt.Println(nums) //[1 2 3 4 5 6 7]

案例1：传值+未扩容

先来看看下面会输出什么结果？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表达式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

输出结果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3]
s1切片:  []
s1切片表达式:  [1 2 3 0 0]

看到这个结果，大家就会有疑问了，明明切片是引用类型，为什么s2 append了新元素后，s2是有值了但s1却还是空的，并且对s1用切片表达式却能获取到值呢？

原因分析前，我们先来看看s1和s2到底是不是同一个切片，打印地址验证下

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p\n", s1)
  appendFunc(s1)
  //...
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Printf("s2切片地址: %p\n", s2)
  //...
}

输出结果：

s1切片地址: 0xc000018150
s2切片地址: 0xc000018150

看到这就得傻眼了，两个切片的地址都是同一个，s2修改后s1也应该同步修改，应该都有值啊

我们还得继续再深究一下，fmt包%p打印的这个地址，到底是谁的地址

//fmt/print.go
func (p *pp) fmtPointer(value reflect.Value, verb rune) {
  var u uintptr
  switch value.Kind() {
  case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Map, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.UnsafePointer:
    u = value.Pointer()
  default:
    p.badVerb(verb)
    return
  }
  //...
}

//reflect/value.go
func (v Value) Pointer() uintptr {
  k := v.kind()
  switch k {
  //...

  case Slice:
    return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
  }
  panic(&ValueError{"reflect.Value.Pointer", v.kind()})
}

通过分析fmt包的源码，不难发现，打印的地址，其实是切片里指向底层数组的指针存储的地址，并不是两个切片本身的地址。同时也说明这两切片是指向同一个底层数组。

原因正式分析：

• 传值操作，s1和s2是两个不同的切片变量，但是指向底层数组的指针是同一个；
• 长度和容量的变化：s1 Len=0和Cap=5，后来未发生过变化；s2一开始被赋值时 Len=0和Cap=5，在append操作后，Len=3和Cap=5，同时底层数组值从[0,0,0,0,0]被修改成了[1,2,3,0,0];
• 输出结果，s1由于Len=0所以输出空[]，而s1用切片表达式，是基于底层数组[1,2,3,0,0]进行切片，所以输出结果为[1,2,3,0,0]；

案例2：传值+扩容

将案例1，append的元素个数超过切片容量，触发自动扩容，输出的结果又会是怎样的呢？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表达式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

输出结果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3 4 5 6]
s1切片:  []
s1切片表达式:  [0 0 0 0 0]

原因分析：

• 发生扩容后，s2指向的底层数组会产生副本，导致s1和s2不再指向同一个底层数组；
• 长度和容量的变化：s2 append后Len=6、Cap=10和底层数组值为[1,2,3,4,5,6,0,0,0,0]；s2的操作完全不影响s1的数据，s1仍然是Len=0、Cap=5和底层数组值为[0,0,0,0,0]；
• 输出结果，s2由于Len=6所以输出[1,2,3,4,5,6]，s1由于Len=0所以输出空[]，而s1用切片表达式，是基于底层数组[0,0,0,0,0]进行切片，所以输出结果为[0,0,0,0,0]；

案例3：传址+不关心扩容

上面两个传值操作的例子，不管扩容与否，都不会影响原切片s1的长度和容量。如果我们期望修改s2的同时也修改原切片s1，则需要用到切片指针，基于地址传递进行操作。

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p len:%d cap:%d\n", &s1, len(s1), cap(s1))
  appendFunc(&s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表达式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 *[]int) {
  fmt.Printf("s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  //*s2 = append(*s2, 1, 2, 3)
  *s2 = append(*s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
  fmt.Printf("append后s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  fmt.Println("s2切片: ", *s2)
}

输出结果：

s1切片:  []
s1切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
s2切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
append后s2切片地址: 0xc00000c030 len:10 cap:10
s2切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片表达式:  [1 2 3 4 5]

万变不离其宗，传址操作，始终操作的是同一个切片变量，append操作后，长度和容量都会同时发生变化，以及如果触发扩容，那么指向底层数组的指针，也都会同时发生变化。

总结

切片传值操作，append未触发扩容，会同时修改底层数组的值，但不会影响原切片的长度和容量；当触发扩容，那么会产生副本，后面的修改则会和原底层数组剥离开，互不影响。

如果期望在修改切片后，对原切片也发生修改，则可以使用传址操作，始终基于同一个切片变量进行操作。

到此这篇关于Go Slice扩容的这些坑你踩过哪些的文章就介绍到这了,更多相关Go Slice扩容内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！