go 切片interface 转切片字符串_Go语言的学习笔记（第五章） 切片

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第五章

Go语言基础之切片

引子

因为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。例如：

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。再比如：

a := [3]int{
      1, 2, 3}

数组a中已经有三个元素了，我们不能再继续往数组a中添加新元素了。

切片(Slice)

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。nil是代表空的意思，类似于别的语言的null}

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。

切片表达式

切片表达式从字符串、数组、指向数组或切片的指针构造子字符串或切片。它有两种变体：一种指定low和high两个索引界限值的简单的形式，另一种是除了low和high索引界限值外还指定容量的完整的形式。

简单切片表达式

切片的底层就是一个数组，所以我们可以基于数组通过切片表达式得到切片。切片表达式中的low和high表示一个索引范围(左包含，又不包含)，也就是下面代码中从数组a中选出1<=索引值<4的元素组成切片s，得到的切片长度=high-low，容量等于得到的切片的底层数组的容量。

func main() {
              a := [5]int{
      1, 2, 3, 4, 5}        s := a[1:3]  // s := a[low:high]        fmt.Printf("s:%v len(s):%v cap(s):%v\n", s, len(s), cap(s))}

输出：

s:[2 3] len(s):2 cap(s):4

为了方便起见，可以省略切片表达式中的任何索引。省略了low则默认为0；省略了high则默认为切片操作数的长度：

a[2:]  // 等同于 a[2:len(a)]a[:3]  // 等同于 a[0:3]a[:]   // 等同于 a[0:len(a)]

注意：

对于数组或字符串，如果0 <= low <= high <= len(a)，则索引合法，否则就会索引越界(out of range)。

对切片再执行切片表达式时(切片再切片)，high的上限边界是切片的容量cap(a)，而不是长度。常量索引必须是非负的，并且可以用int类型的值表示;对于数组或常量字符串，常量索引也必须在有效范围内。如果low和high两个指标都是常数，它们必须满足low <= high。如果索引在运行时超出范围，就会发生运行时panic。

func main() {
              a := [5]int{
      1, 2, 3, 4, 5}        s := a[1:3]  // s := a[low:high]        fmt.Printf("s:%v len(s):%v cap(s):%v\n", s, len(s), cap(s))        s2 := s[3:4]  // 索引的上限是cap(s)而不是len(s)        fmt.Printf("s2:%v len(s2):%v cap(s2):%v\n", s2, len(s2), cap(s2))}

输出：

s:[2 3] len(s):2 cap(s):4s2:[5] len(s2):1 cap(s2):1

完整的切片表达式

对于数组，指向数组的指针，或切片a(注意不能是字符串)支持完整切片表达式：

a[low : high : max]

上面的代码会构造与简单切片表达式a[low: high]相同类型、相同长度和元素的切片。另外，它会将得到的结果切片的容量设置为max-low。在完整切片表达式中只有第一个索引值(low)可以省略；它默认为0。

func main() {
              a := [5]int{
      1, 2, 3, 4, 5}        t := a[1:3:5]        fmt.Printf("t:%v len(t):%v cap(t):%v\n", t, len(t), cap(t))}

输出结果：

t:[2 3] len(t):2 cap(t):4

完整切片表达式需要满足的条件是0 <= low <= high <= max <= cap(a)，其他条件和简单切片表达式相同。

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：

注：可以把切片简单理解成一个框，框柱了一块连续的内存。所以它只能保存相同类型的变量。属于引用类型，真正的数据都是保存在底层数组里的。

判断切片是否为空

要检查切片是否为空，请始终使用len(s) == 0来判断，而不应该使用s == nil来判断。

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==nils2 := []int{}        //len(s2)=0;cap(s2)=0;s2!=nils3 := 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 main() {
              s := []int{
      1, 3, 5}        for i := 0; i < len(s); i++ {
                      fmt.Println(i, s[i])    }        for index, value := range s {
                      fmt.Println(index, value)    }}

append()方法为切片添加元素

我们先来看个例子：

package mainimport "fmt"/*    切片slice*/func main() {
              s1 := []string{
      "科比", "詹姆斯", "阿克托昆博"}        s1[3] = "韦德"        fmt.Println(s1)}

这样写好像也没报错，我们运行一下试试：

竟然报了数组越界！怎么回事？

我们知道，切片的底层就是一个数组，s1这个切片的长度是3，容量是3。那么现在我们要给它加第四个元素，放得下吗？肯定是放不下的。

那么我们有没有办法给切片扩容呢？答案是可以的。

Go语言的内建函数append()可以为切片动态添加元素。可以一次添加一个元素，可以添加多个元素，也可以添加另一个切片中的元素(后面加…)。

func main(){
              var s []int        s = append(s, 1)        // [1]        s = append(s, 2, 3, 4)  // [1 2 3 4]        s2 := []int{
      5, 6, 7}          s = append(s, s2...)    // [1 2 3 4 5 6 7]}

注意：通过var声明的零值切片可以在append()函数直接使用，无需初始化。

var s []ints = append(s, 1, 2, 3)

没有必要像下面的代码一样初始化一个切片再传入append()函数使用：

s := []int{}  // 没有必要初始化s = append(s, 1, 2, 3)var s = make([]int)  // 没有必要初始化s = append(s, 1, 2, 3)

每个切片会指向一个底层数组，这个数组的容量够用就添加新增元素。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，所以我们通常都需要用原变量接收append函数的返回值。

举个例子：

func main() {
              //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:0xc0000a8000[0 1]  len:2  cap:2  ptr:0xc0000a8040[0 1 2]  len:3  cap:4  ptr:0xc0000b2020[0 1 2 3]  len:4  cap:4  ptr:0xc0000b2020[0 1 2 3 4]  len:5  cap:8  ptr:0xc0000b6000[0 1 2 3 4 5]  len:6  cap:8  ptr:0xc0000b6000[0 1 2 3 4 5 6]  len:7  cap:8  ptr:0xc0000b6000[0 1 2 3 4 5 6 7]  len:8  cap:8  ptr:0xc0000b6000[0 1 2 3 4 5 6 7 8]  len:9  cap:16  ptr:0xc0000b8000[0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]  len:10  cap:16  ptr:0xc0000b8000

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：

var citySlice []string// 追加一个元素citySlice = append(citySlice, "北京")// 追加多个元素citySlice = append(citySlice, "上海", "广州", "深圳")// 追加切片a := []string{
      "成都", "重庆"}citySlice = append(citySlice, a...) // a...是指把a切片拆开fmt.Println(citySlice) //[北京 上海 广州 深圳 成都 重庆]

切片的扩容策略

可以通过查看$GOROOT/src/runtime/slice.go源码，其中扩容相关代码如下：

newcap := old.capdoublecap := newcap + newcapif cap > doublecap {
              newcap = cap} else {
              if old.len < 1024 {
                      newcap = doublecap    } else {
                   // Check 0 < newcap to detect overflow            // and prevent an infinite loop.            for 0 < newcap && newcap < cap {
                          newcap += newcap / 4            }            // Set newcap to the requested cap when            // the newcap calculation overflowed.            if newcap <= 0 {
                          newcap = cap            }}}

从上面的代码可以看出以下内容：

• 首先判断，如果新申请容量(cap)大于2倍的旧容量(old.cap)，最终容量(newcap)就是新申请的容量(cap)。

• 否则判断，如果旧切片的长度小于1024，则最终容量(newcap)就是旧容量(old.cap)的两倍，即(newcap=doublecap)，

• 否则判断，如果旧切片长度大于等于1024，则最终容量(newcap)从旧容量(old.cap)开始循环增加原来的1/4，即(newcap=old.cap,for {newcap += newcap/4})直到最终容量(newcap)大于等于新申请的容量(cap)，即(newcap >= cap)

• 如果最终容量(cap)计算值溢出，则最终容量(cap)就是新申请容量(cap)。

需要注意的是，切片扩容还会根据切片中元素的类型不同而做不同的处理，比如int和string类型的处理方式就不一样。

使用copy()函数复制切片

首先我们来看一个问题：

func main() {
              a := []int{
      1, 2, 3, 4, 5}        b := a        fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]        fmt.Println(b) //[1 2 3 4 5]        b[0] = 1000        fmt.Println(a) //[1000 2 3 4 5]        fmt.Println(b) //[1000 2 3 4 5]}

由于切片是引用类型，所以a和b其实都指向了同一块内存地址。修改b的同时a的值也会发生变化。

Go语言内建的copy()函数可以迅速地将一个切片的数据复制到另外一个切片空间中，copy()函数的使用格式如下：

copy(destSlice, srcSlice []T)

其中：

• srcSlice: 数据来源切片

• destSlice: 目标切片

举个例子：

func main() {
          // copy()复制切片        a := []int{
      1, 2, 3, 4, 5}        c := make([]int, 5, 5)        copy(c, a)     //使用copy()函数将切片a中的元素复制到切片c        fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]        fmt.Println(c) //[1 2 3 4 5]        c[0] = 1000        fmt.Println(a) //[1 2 3 4 5]        fmt.Println(c) //[1000 2 3 4 5]}

从切片中删除元素

Go语言中并没有删除切片元素的专用方法，我们可以使用切片本身的特性来删除元素。代码如下：

func main() {
              // 从切片中删除元素        a := []int{
      30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37}        // 要删除索引为2的元素        a = append(a[:2], a[3:]...)        fmt.Println(a) //[30 31 33 34 35 36 37]}

总结一下就是：要从切片a中删除索引为index的元素，操作方法是a = append(a[:index], a[index+1:]...)

最后我们一起来看一下下面这段代码的执行结果是什么：

func main() {
              var a = make([]int, 5, 10)        for i := 0; i < 10; i++ {
                      a = append(a, i)    }        fmt.Println(a)}

输出：

我们拆解一下上面这题：

var a = make([]int, 5, 10) // 创建了[0 0 0 0 0]这个切片

然后for循环追加了0 1 2 3 4 5 6 7 8 9这十个数。所以最后的答案就是[0 0 0 0 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9]

那么现在这个切片的容量是多少？

fmt.Printf("cap(a) = %d\n", cap(a))

输出

这个好理解了吧？

超过了切片最开始定义的容量10，所以append扩容后容量翻倍了。

对切片进行排序

package mainimport (        "fmt"        "sort")/*        切片slice*/func main() {
              var a1 = []int{
      3, 7, 8, 9, 1}        sort.Ints(a1) //对切片进行排序        fmt.Println(a1)}

输出