golang里的数组和切片有了解过吗？

答案1：

数组长度是固定的，而切片是可变长的。可以把切片看作是对底层数组的封装，每个切片的底层数据结构中，一定会包含一个数组。数组可以被称为切片的底层数组，切片也可以被看作对数组某一连续片段的引用。因此，Go中切片属于引用类型，而数组属于值类型，通过内建函数len，可以取得数组和切片的长度。通过内建函数cap，可以得到数组和切片的容量。但是数组的长度和容量是相等的，并且都不可变，而且切片容量是有变化规律的。

答案2：

数组和切片的关系：

切片一旦初始化， 切片始终与保存其元素的基础数组相关联。因此，切片会和与其拥有同一基础数组的其他切片共享存储 ; 相比之下，不同的数组总是代表不同的存储。

数组和切片的区别

1. 切片的长度可能在执行期间发生变化 ，而数组的长度不能变化，可以把切片看成一个长度可变的数组。
2. 数组作为函数参数是进行值传递的，函数内部改变传入的数组元素值不会影响函数外部数组的元素值； 切片作为函数的参数是进行的指针传递，函数内部改变切片的值会影响函数外部的切片元素值。
3. 数组可以比较，切片不能比较(对底层数组的引用)。

答案3：

1. Go切片和Go数组

Go切片，又称动态数组，它实际是基于数组类型做的一层封装。

Go数组

数组是内置(build-in)类型,是一组同类型数据的集合，它是值类型，通过从0开始的下标索引访问元素值。在初始化后长度是固定的，无法修改其长度。当作为方法的参数传入时将复制一份数组而不是引用同一指针。数组的长度也是其类型的一部分，通过内置函数len(array)获取其长度。

Go数组与像C/C++等语言中数组略有不同，如下

• Go中的数组是值类型，换句话说，如果你将一个数组赋值给另外一个数组，那么，实际上就是将整个数组拷贝一份。因此，在Go中如果将数组作为函数的参数传递的话，那效率就肯定没有传递指针高了。
• 数组的长度也是类型的一部分，这就说明[10]int和[20]int不是同一种数据类型。

Go切片

Go语言中数组的长度是固定的，且不同长度的数组是不同类型，这样的限制带来不少局限性。

而切片则不同，切片（slice）是一个拥有相同类型元素的可变长序列，可以方便地进行扩容和传递，实际使用时比数组更加灵活，这也正是切片存在的意义。

切片是引用类型，因此在当传递切片时将引用同一指针，修改值将会影响其他的对象。

2. 切片底层

现在就来看一下Go语言切片的底层是什么样子吧！

Go切片(slice)的实现可以在源码包src/runtime/slice.go中找到。在源码中，slice的数据结构定义如下。

type slice struct {
    array unsafe.Pointer    //指向底层数组的指针
    len int                    //切片长度
    cap int                    //切片容量
}

可以看到，组成Go切片的三元组分别为指向底层数组的指针，切片长度和切片容量。

1. 指向底层数组的指针

   前面已经提到，切片实际是对数组的一层封装。这个指针便是记录其底层数组的地址，也正是切片开始的位置。

2. 切片长度

   len表示切片的长度，即切片中现存有效元素的个数，它不能超过切片的容量。可以通过len()函数获取切片长度。

3. 切片容量

   cap表示切片的容量，即切片能存储元素的多少，通常是从切片的起始元素到底层数组的最后一个元素间的元素个数，当切片容量不足时，便会触发slice扩容。可以通过cap()函数获取切片容量。

下图展示了一个Go切片的底层数据结构，这个切片的长度为3，容量为6。

3. 切片使用

1. 切片定义方式

   var a []int                    //nil切片，和nil相等，一般用来表示一个不存在的切片
   var b []int{}                //空切片，和nil不相等，一般用来表示一个空的集合
   var c []int{1, 2, 3}        //有3个元素的切片，len和cap都为3
   var d = c[:2]                //有2个元素的切片，len为2，cap为3
   var e = c[:2:cap(c)]        //有2个元素的切片，len为2，cap为3
   var f = c[:0]                //有0个元素的切片，len为0，cap为3
   var g = make([]int, 3)        //创建一个切片，len和cap均为3
   var h = make([]int, 3, 6)    //创建一个切片，len为3，cap为5
   var i = make([]int, 0, 3)    //创建一个切片，len为0，cap为3 

2. 从数组中切取切片

   数组和切片是紧密相连的。切片可以用来访问数组的部分或全部元素，而这个数组称为切片的底层数组。切片的指针指向数组第一个可以从切片中访问的元素，这个元素并不一定是数组的第一个元素。

   一个底层数组可以对应多个切片，这些切片可以引用数组的任何位置，彼此之前的元素可以重叠。

   slice操作符 s[i:j] 创建了一个新的slice，这个新的slice引用了s中从i到j-1索引位置的所有元素。

   如果表达式省略了i，那么默认是s[0:j]；如果省略了j，默认是s[i:len(s)]；

   //示例来源：The Go Programming Language
   //创建一个数组
   months := [...]string{1:"January", /*...*/, 12: "December"}
   Q2 := months[4:7]
   summer := months[6:9]
   fmt.Println(Q2)                //["April" "May" "June"]
   fmt.Println(summer)            //["June" "July" "August"]

   月份名称字符串数组与其对应的两个元素重叠的slice 图示

   

   注意：切片与原数组或切片共享底层空间，修改切片会影响原数组或切片

3. 迭代切片

   切片可以用range迭代，但是要注意：如果只用一个值接收range，则得到的只是切片的下标，用两个值接收range，则得到的才是下标和对应的值。

   //使用一个值接收range, 则得到的是切片的下标
   for i := range months {
       fmt.Println(i)        //返回下标 0 1 ... 12
   }
   //使用两个值接收range，则得到的是下标和对应的值
   for i, v := range months {
       fmt.Println(i, v)     //返回下标0 1 ... 12 和 值 "" "January" ... "December"
   }

4. 切片拷贝

   使用copy内置函数拷贝两个切片时，会将源切片的数据逐个拷贝到目的切片指向的数组中，拷贝数量取两个切片的最小值。

   例如长度为10的切片拷贝到长度为5的切片时，将拷贝5个元素。也就是说，拷贝过程中不会发生扩容。

   copy函数有返回值，它返回实际上复制的元素个数，这个值就是两个slice长度的较小值。

4. 切片扩容-append函数

追加元素

• 通过append()函数可以在切片的尾部追加N个元素

  var a []int
  a = append(a, 1)                    // 追加一个元素
  a = append(a, 1, 2, 3)                // 追加多个元素
  a = append(a, []int{1, 2, 3}...)    // 追加一个切片，注意追加切片时后面要加...

• 使用append()函数也可以在切片头部添加元素

  a = append([]int{0}, a...)            // 在开头添加一个元素
  a = append([]int{1, 2, 3}, a...)    // 在开头添加一个切片

  注:从头部添加元素会引起内存的重分配，导致已有元素全部复制一次。因此从头部添加元素的开销要比从尾部添加元素大很多

• 通过append()函数链式操作从中间插入元素

  a = append(a[:i], append([]int, a[i:]...)...)        //在第i个位置上插入x
  a = append(a[:i], append([]int{1, 2, 3}, a[i:]...)...)    //在第i个位置上插入切片

  使用链式操作在插入元素，在内层append函数中会创建一个临式切片，然后将a[i:]内容复制到新创建的临式切片中，再将临式切片追加至a[:i]中。

• 通过append()和copy()函数组合从中间插入元素

  使用这种方式可以避免创建过程中间的临式切片，也可以做到从中间插入元素

  //中间插入一个元素
  a = append(a, 0)            //切片扩展一个空间
  copy(a[i+1:], a[i:])        //a[i:]向后移动一个位置
  a[i] = x                    //设置新添加的元素
  //中间插入多个元素
  a = append(a, x...)            //为x切片扩展足够的空间
  copy(a[i+len(x):], a[i:])    //a[i:]向后移动len(x)个位置
  copy(a[i:], x)                //复制新添加的切片

  使用此方式虽然稍显复杂，但是可以减少创建中间临时切片的开销。

删除元素

很遗憾，Go语言中并没有提供直接删除指定位置元素的方式。不过根据切片的性质，我们可以通过巧妙的拼接切片来达到删除指定数据的目的。

a = []int{1, 2, 3}
//删除尾部元素
a = a[:len(a) - 1]                //删除尾部一个元素
a = a[:len(a) - N]                //删除尾部N个元素
//删除头部元素
a = [1:]                        //删除开头1个元素
a = [N:]                        //删除开头N个元素
//删除中间元素
a = append(a[:i], a[i+1:]...)    //删除中间一个元素
a = append(a[:i], a[i+N:]...)    //删除中间N个元素

slice扩容

很多人以为 slice 是可以自动扩充的, 估计都是 append 函数误导的。其实 slice 并不会自己自动扩充, 而是 append 数据时, 该函数如果发现超出了 cap 限制自动帮我们扩的。

使用append向slice追加元素时，如果slice空间不足，则会触发slice扩容，扩容实际上是分配一块更大的内存，将原slice的数据拷贝进新slice，然后返回新slice，扩容后再将数据追加进去。

例如，当向一个容量为5且长度也为5的切片再次追加1个元素时，就会发生扩容，如下图所示。(示例来源:Go专家编程)

扩容操作只关心容量，会把原slice的数据拷贝至新slice中，追加数据由append在扩容后完成。由上图可见，扩容后新slice的长度仍然是5，但容量由5提到了10，原slice的数据也都拷贝到了新的slice指向的数组中。

扩容容量的选择遵循以下基本规则

• 如果原slice的容量小于1024，则新slice的容量将扩大为原来的2倍；
• 如果原slice的容量大于1024，则新的slice的容量将扩大为原来的1.25倍；

5. Go切片，Python切片，都是切片，有什么不同？

Go有切片slice类型，Python有列表和元组，这两种语言都有切片操作。但是它们的切片操作是完全不同的。

1. 最大的不同就是

• Python的切片产生的是新的对象，对新对象的成员的操作不影响旧对象；
• Go的切片产生的是旧对象一部分的引用，对其成员的操作会影响旧对象；

究其原因还是底层实现不同

• Go的切片，底层是一个三元组。指针指向一块连续的内存，长度是已有成员数，容量是最大成员数。切片时，一般并不会申请新的内存，而是对原指针进行移动，然后和新的长度、容量组成一个切片类型值返回。也就是说，Go的切片操作通常会和生成该切片的切片或数组共享内存。
• Python的切片，其实就是指针数组。对它进行切片，会创建新的数组。在Python的切片中，并没有容量的概念。

这其实也体现了脚本语言和编译语言的不同。虽然两个语言都有类似的切片操作；但是Python主要目标是方便；Go主要目标却是快速。

2. 在使用中，Go切片和Python切片也有很多不同

• 首先，Go的切片，其成员是相同类型的，Python的列表则不限制类型。
• 两种语言都有[a:b]这种切片操作，意义也类似，但是Go的a、b两个参数不能是负数，Python可以是负数，此时就相当于从末尾往前数。
• 两种语言都有[a:b:c]这种切片操作，意义却是完全不同的。Go中的c表示的是容量；而Python的c表示的是步长。

6. 切片陷阱

1. 无法做比较

   和数组不同的是，slice无法做比较，因此不能用==来测试两个slice是否拥有相同的元素。标准库里面提供了高度优化的函数bytes.Equal来比较两个字节slice。但是对于其它类型的slice，就必须要自己写函数来比较。

   slice唯一允许的比较操作是和nil进行比较，例如

   if slice == nil {/*...*/}

2. 空切片和nil切片

   空切片和nil切片是不同的。

   • nil切片中，切片的指针指向的是空地址，其长度和容量都为零。nil切片和nil相等。
   • 空切片，切片的指针指向了一个地址，但其长度和容量也为0，和nil不相等，通常用来表示一个空的集合。

    var s []int                // s == nil
    var s = nil                // s == nil
    var s = []int{nil}            // s == nil
    var s = []int{}             // s != nil
    s := make([]int,0)          // s != nil

3. 使用range进行切片迭代

   当使用range进行切片迭代时，range创建了每个元素的副本，而不是直接返回对该元素的引用。如果使用该值变量的地址作为每个元素的指针，就会造成错误。

   func main() {
       a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
   
       for i, v := range a {
           fmt.Printf("Value: %d, v-addr: %X, Elem-addr: %X
   ",
               v, &v, &a[i])
       }
   }

   # output
   Value: 1, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC030
   Value: 2, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC038
   Value: 3, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC040
   Value: 4, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC048
   Value: 5, v-addr: C0000AA058, Elem-addr: C0000CC050

   从结果中可以看出，使用range进行迭代时，v的地址是始终不变的，它并不是切片中每个变量的实际地址。而是在使用range进行遍历时，将切片中每个元素都复制到了同一个变量v中。如果错误的将v的地址当作切边元素的地址，将会引发错误。

4. 切片扩容引发的问题

   正因为有扩容机制。所以我们无法保证原始的slice和用append后的结果slice指向同一个底层数组，也无法证明它们就指向不同的底层数组。同样，我们也无法假设旧slice上对元素的操作会或者不会影响新的slice元素。所以，通常我们将append的调用结果再次赋给传入append的slice。

   内置append函数在向切片追加元素时，如果切片存储容量不足以存储新元素，则会把当前切片扩容并产生一个新的切片。

   append函数每次追加元素都有可能触发切片扩容，即有可能返回一个新的切片，这正是append函数声明中返回值为切片的原因，使用时应该总是接收该返回值。

   建议

   使用append函数时，谨记append可能会产生新的切片，并谨慎的处理返回值。

5. append函数误用

   使用append函数时，需要考虑append返回的切片是否跟原切片共享底层的数组。下面这段程序片段，来看看函数返回的结果。

   //示例来源:Go专家编程
   func AppendDemo() {
       x := make([]int, 0, 10)
       x = append(x, 1, 2, 3)
       y := append(x, 4)
       z := append(x, 5)
       fmt.Println(x)
       fmt.Println(y)
       fmt.Println(z)
   }
   
   //output
   [1 2 3]
   [1 2 3 5]
   [1 2 3 5]

   题目首先创建了一个长度为0，容量为10的切片x，然后向切片x追加了1，2，3三个元素。其底层的数组结构如下图所示

   

   创建切片y为切片x追加一个元素4后，底层数组结构如下图所示

   

   需要注意的是切片x仍然没有变化，切片x中记录的长度仍为3。继续向x追加元素5后，底层数组结构如下图所示

   

   至此，答案已经非常明确了。当向x继续追加元素5后，切片y的最后一个元素被覆盖掉了。

   此时切片x仍然为[1 2 3]，而切片y和z则为[1 2 3 5]。

   建议

   一般情况下，使用append函数追加新的元素时，都会用原切片变量接收返回值来获得更新

   a = append(a, elems...)

6. 函数传参

   Go语言中将切片作为函数参数传递会有什么神奇的现象，一起来看看下面这个示例。

   package main
   
   import "fmt"
   
   func main(){
       a := []int{1, 2, 3}               //长度为3，容量为3
       b := make([]int, 1, 10)         //长度为1，容量为10
       test(a,b)                
          fmt.Println("main a =", a)
       fmt.Println("main b =", b)        
   }
   
   func test(a,b []int){
       a = append(a, 4)                //引发扩容，此时返回的a是一个新的切片
       b = append(b, 2)                //没有引发扩容，仍然是原切片
       a[0] = 3                        //改变a切片元素
       b[0] = 3                        //改变b切片元素
       fmt.Println("test a =", a)        //打印函数内的a切片
       fmt.Println("test b =", b)        //打印函数内的b切片
   }
   
   //output
   test a = [3 2 3 4]
   test b = [3 2]
   main a = [1 2 3]
   main b = [3]

   首先，我们创建了两个切片，a切片长度和容量均为3，b切片长度为1，容量为10。将a切片和b切片作为函数参数传入test函数中。

   在test函数中，对a切片和b切片做了如下两点改动

   1. 分别使用append函数在a切片和b切片中追加一个元素
   2. 分别对a切片和b切片的第一个元素做了修改

   分别在主函数中和test函数中输出两个切片，会发现在主函数中和test函数中两个切片好像改了，又好像没改，下面我们就来分析一下。

   理论分析

   当我们将一个切片作为函数参数传递给函数的时候，采用的是值传递，因此我们传递给函数的参数其实是上面这个切片三元组的值拷贝。当我们对切片结构中的指针进行值拷贝的时候，得到的指针还是指向了同一个底层数组。因此我们通过指针对底层数组的值进行修改，从而修改了切片的值。

   但是，当我们以值传递的方式传递上面的结构体的时候，同时也是传递了len和cap的值拷贝，因为这两个成员并不是指针，因此，当我们从函数返回的时候，外层切片结构体的len和cap这两个成员并没有改变。

   所以当我们传递切片给函数的时候，并且在被调函数中通过append操作向切片中增加了值，但是当函数返回的时候，我们看到的切片的值还是没有发生变化，其实底层数组的值是已经改变了的（如果没有触发扩容的话），但是由于长度len没有发生改变，所以我们看到的切片的值也没有发生改变。

   题目再分析

   有了前面的理论基础，我们再来分析一下a，b切片的返回结果。

   1. a切片作为参数传至test函数中，在test中向a切片追加一个元素后，此时触发扩容机制，返回的切片已经不再是原切片，而是一个新的切片。后续对a切片中的第一个元素进行修改也是对新切片进行修改，对老切片不会产生任何影响。

      所以，最终在主函数中a切片仍然为[1 2 3]，而在test函数中a切片变成了[3 2 3 4]。

   2. b切片作为参数传至test函数中，在test中向b切片追加一个元素后，不会触发扩容机制，返回的仍然是原切片，所以在后续对b切片的修改都是在原切片中进行的修改。故在test函数中b切片为[3 2]。但是在主函数中确为[3]，可以看出在test中对切片进行修改确实反应到主函数中了，但是由于其len和cap没有改变，len仍为1，所以最终就只输出切片中的第一个元素[3]，但其底层数组的值其实已经改变了。