Golang学习心得—切片

在Golang中有数组和切片两种处理同类型数据序列的方式,但是我们大部分时间都在使用切片,Go的切片是在数组之上的抽象数据类型。如果你给函数传递数组就会涉及值的复制和地址的分配,让内存传递数组的开销是很大的。因此大部分情况下使用切片。

数组

数组类型定义了长度和元素类型。例如, [4]int 类型表示一个四个整数的数组。 数组的长度是固定的,长度是数组类型的一部分,Go的数组是值语义。一个数组变量表示整个数组,它不是指向第一个元素的指针(不像 C 语言的数组)。 当一个数组变量被赋值或者被传递的时候,实际上会复制整个数组。 (为了避免复制数组,你可以传递一个指向数组的指针,但是数组指针并不是数组。) 可以将数组看作一个特殊的struct,结构的字段名对应数组的索引,同时成员的数目固定。

切片

一个切片是一个数组片段的描述。它包含了指向数组的指针,片段的长度, 和容量(片段的最大长度)。

切片操作并不复制切片指向的元素。它创建一个新的切片并复用原来切片的底层数组。 这使得切片操作和数组索引一样高效。因此,通过一个新切片修改元素会影响到原始切片的对应元素。

s := []string{"a","b","c"}
t := s[1:]
// t == []string{"b","c"}
t[0] = "o"
// s == []string{"a","o","c"}
// t == []string{"o","c"}

切片操作(copy,append)

要增加切片的容量必须创建一个新的、更大容量的切片,然后将原有切片的内容复制到新的切片。
copy 函数将源切片的元素复制到目的切片,只复制较短切片的长度个元素

t := make([]byte, len(s), (cap(s)+1)*2)
copy(t, s)
s = t

append将数据追加到切片的尾部。必要的话会增加切片的容量,再返回更新的切片。

a := make([]int, 1)
// a == []int{0}
a = append(a, 1, 2, 3)
// a == []int{0, 1, 2, 3}

如果是要将一个切片追加到另一个切片尾部,需要使用 ... 语法将第2个参数展开为参数列表。

a := []string{"John", "Paul"}
b := []string{"George", "Ringo", "Pete"}
a = append(a, b...) // equivalent to "append(a, b[0], b[1], b[2])"
// a == []string{"John", "Paul", "George", "Ringo", "Pete"}

如果想要在某个位置插入一段切片

s := []string{"a","b","c"}
t := []string{"d","e"}
s = append(s[:1],append(t,s[1:]...)...)
// s == []string{"a,"d","e","b","c"}

可能的“陷阱”

正如前面所说,切片操作并不会复制底层的数组。整个数组将被保存在内存中,直到它不再被引用。 有时候可能会因为一个小的内存引用导致保存所有的数据。

例如, FindDigits 函数加载整个文件到内存,然后搜索第一个连续的数字,最后结果以切片方式返回。

var digitRegexp = regexp.MustCompile("[0-9]+")

func FindDigits(filename string) []byte {
    b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
    return digitRegexp.Find(b)
}

这段代码的行为和描述类似,返回的 []byte 指向保存整个文件的数组。因为切片引用了原始的数组, 导致 GC 不能释放数组的空间;只用到少数几个字节却导致整个文件的内容都一直保存在内存里。

要修复整个问题,可以将感兴趣的数据复制到一个新的切片中:

func CopyDigits(filename string) []byte {
    b, _ := ioutil.ReadFile(filename)
    b = digitRegexp.Find(b)
    c := make([]byte, len(b))
    copy(c, b)
    return c
}
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