go语言底层数组,go语言底层实现

go语言数组,切片和字典的区别和联系

、数组 

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与其他大多数语言类似,Go语言的数组也是一个元素类型相同的定长的序列。

(1)数组的创建。

数组有3种创建方式:[length]Type 、[N]Type{value1, value2, ... , valueN}、[...]Type{value1, value2, ... , valueN} 如下:

复制代码代码如下:

func test5() {

var iarray1 [5]int32

var iarray2 [5]int32 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray3 := [5]int32{1, 2, 3, 4, 5}

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

iarray5 := [...]int32{11, 12, 13, 14, 15}

iarray6 := [4][4]int32{{1}, {1, 2}, {1, 2, 3}}

fmt.Println(iarray1)

fmt.Println(iarray2)

fmt.Println(iarray3)

fmt.Println(iarray4)

fmt.Println(iarray5)

fmt.Println(iarray6)

}

结果:

[0 0 0 0 0]

[1 2 3 4 5]

[1 2 3 4 5]

[6 7 8 9 10]

[11 12 13 14 15]

[[1 0 0 0] [1 2 0 0] [1 2 3 0] [0 0 0 0]]

我们看数组 iarray1,只声明,并未赋值,Go语言帮我们自动赋值为0。再看 iarray2 和 iarray3 ,我们可以看到,Go语言的声明,可以表明类型,也可以不表明类型,var iarray3 = [5]int32{1, 2, 3, 4, 5} 也是完全没问题的。

(2)数组的容量和长度是一样的。cap() 函数和 len() 函数均输出数组的容量(即长度)。如:

复制代码代码如下:

func test6() {

iarray4 := [5]int32{6, 7, 8, 9, 10}

fmt.Println(len(iarray4))

fmt.Println(cap(iarray4))

}

输出都是5。

(3)使用:

复制代码代码如下:

func test7() {

iarray7 := [5]string{"aaa", `bb`, "可以啦", "叫我说什么好", "()"}

fmt.Println(iarray7)

for i := range iarray7 {

fmt.Println(iarray7[i])

}

}

二、切片

Go语言中,切片是长度可变、容量固定的相同的元素序列。Go语言的切片本质是一个数组。容量固定是因为数组的长度是固定的,切片的容量即隐藏数组的长度。长度可变指的是在数组长度的范围内可变。

(1)切片的创建。

切片的创建有4种方式:

1)make ( []Type ,length, capacity )

2) make ( []Type, length)

3) []Type{}

4) []Type{value1 , value2 , ... , valueN }

从3)、4)可见,创建切片跟创建数组唯一的区别在于 Type 前的“ [] ”中是否有数字,为空,则代表切片,否则则代表数组。因为切片是长度可变的。如下是创建切片的示例:

复制代码代码如下:

func test8() {

slice1 := make([]int32, 5, 8)

slice2 := make([]int32, 9)

slice3 := []int32{}

slice4 := []int32{1, 2, 3, 4, 5}

fmt.Println(slice1)

fmt.Println(slice2)

fmt.Println(slice3)

fmt.Println(slice4)

}

输出为:

[0 0 0 0 0]

[0 0 0 0 0 0 0 0 0]

[]

[1 2 3 4 5]

如上,创造了4个切片,3个空切片,一个有值的切片。

(2)切片与隐藏数组:

一个切片是一个隐藏数组的引用,并且对于该切片的切片也引用同一个数组。如下示例,创建了一个切片slice0,并根据这个切片创建了2个切片 slice1 和 slice2:

复制代码代码如下:

func test9() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

slice1 := slice0[2 : len(slice0)-1]

slice2 := slice0[:3]

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

slice2[2] = "8"

fmt.Println(slice0, slice1, slice2)

}

输出为:

[a b c d e] [c d] [a b c]

[a b 8 d e] [8 d] [a b 8]

可见,切片slice0 、 slice1 和 slice2是同一个底层数组的引用,所以slice2改变了,其他两个都会变。

(3)遍历、修改切片:

复制代码代码如下:

func test10() {

slice0 := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

fmt.Println("\n~~~~~~元素遍历~~~~~~")

for _, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, " ")

ele = "7"

}

fmt.Println("\n~~~~~~索引遍历~~~~~~")

for index := range slice0 {

fmt.Print(slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~")

for index, ele := range slice0 {

fmt.Print(ele, slice0[index], " ")

}

fmt.Println("\n~~~~~~修改~~~~~~")

for index := range slice0 {

slice0[index] = "9"

}

fmt.Println(slice0)

}

如上,前三种循环使用了不同的for range循环,当for后面,range前面有2个元素时,第一个元素代表索引,第二个元素代表元素值,使用 “_” 则表示忽略,因为go语言中,未使用的值会导致编译错误。

只有一个元素时,该元素代表索引。

只有用索引才能修改元素。如在第一个遍历中,赋值ele为7,结果没有作用。因为在元素遍历中,ele是值传递,ele是该切片元素的副本,修改它不会影响原本值,而在第四个遍历——索引遍历中,修改的是该切片元素引用的值,所以可以修改。

结果为:

~~~~~~元素遍历~~~~~~

a b c d e

~~~~~~索引遍历~~~~~~

a b c d e

~~~~~~元素索引共同使用~~~~~~

aa bb cc dd ee

~~~~~~修改~~~~~~

[9 9 9 9 9]

(4)、追加、复制切片:

复制代码代码如下:

func test11() {

slice := []int32{}

fmt.Printf("slice的长度为:%d,slice为:%v\n", len(slice), slice)

slice = append(slice, 12, 11, 10, 9)

fmt.Printf("追加后,slice的长度为:%d,slice为:%v\n", len(slice), slice)

slicecp := make([]int32, (len(slice)))

fmt.Printf("slicecp的长度为:%d,slicecp为:%v\n", len(slicecp), slicecp)

copy(slicecp, slice)

fmt.Printf("复制赋值后,slicecp的长度为:%d,slicecp为:%v\n", len(slicecp), slicecp)

}

追加、复制切片,用的是内置函数append和copy,copy函数返回的是最后所复制的元素的数量。

(5)、内置函数append

内置函数append可以向一个切片后追加一个或多个同类型的其他值。如果追加的元素数量超过了原切片容量,那么最后返回的是一个全新数组中的全新切片。如果没有超过,那么最后返回的是原数组中的全新切片。无论如何,append对原切片无任何影响。如下示例:

复制代码代码如下:

func test12() {

slice := []int32{1, 2, 3, 4, 5, 6}

slice2 := slice[:2]

_ = append(slice2, 50, 60, 70, 80, 90)

fmt.Printf("slice为:%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片:%v\n", slice2)

_ = append(slice2, 50, 60)

fmt.Printf("slice为:%v\n", slice)

fmt.Printf("操作的切片:%v\n", slice2)

}

如上,append方法用了2次,结果返回的结果完全不同,原因是第二次append方法追加的元素数量没有超过 slice 的容量。而无论怎样,原切片slice2都无影响。结果:

slice为:[1 2 3 4 5 6]

操作的切片:[1 2]

slice为:[1 2 50 60 5 6]

操作的切片:[1 2]

Go切片数组深度解析

Go 中的分片数组,实际上有点类似于Java中的ArrayList,是一个可以扩展的数组,但是Go中的切片由比较灵活,它和数组很像,也是基于数组,所以在了解Go切片前我们先了解下数组。

数组简单描述就由相同类型元素组成的数据结构, 在创建初期就确定了长度,是不可变的。

但是Go的数组类型又和C与Java的数组类型不一样, NewArray 用于创建一个数组,从源码中可以看出最后返回的是 Array{}的指针,并不是第一个元素的指针,在Go中数组属于值类型,在进行传递时,采取的是值传递,通过拷贝整个数组。Go语言的数组是一种有序的struct。

Go 语言的数组有两种不同的创建方式,一种是显示的初始化,一种是隐式的初始化。

注意一定是使用 [...]T 进行创建,使用三个点的隐式创建,编译器会对数组的大小进行推导,只是Go提供的一种语法糖。

其次,Go中数组的类型,是由数值类型和长度两个一起确定的。[2]int 和 [3]int 不是同一个类型,不能进行传参和比较,把数组理解为类型和长度两个属性的结构体,其实就一目了然了。

Go中的数组属于值类型,通常应该存储于栈中,局部变量依然会根据逃逸分析确定存储栈还是堆中。

编译器对数组函数中做两种不同的优化:

在静态区完成赋值后复制到栈中。

总结起来,在不考虑逃逸分析的情况下,如果数组中元素的个数小于或者等于 4 个,那么所有的变量会直接在栈上初始化,如果数组元素大于 4 个,变量就会在静态存储区初始化然后拷贝到栈上。

由于数组是值类型,那么赋值和函数传参操作都会复制整个数组数据。

不管是赋值或函数传参,地址都不一致,发生了拷贝。如果数组的数据较大,则会消耗掉大量内存。那么为了减少拷贝我们可以主动的传递指针呀。

地址是一样的,不过传指针会有一个弊端,从打印结果可以看到,指针地址都是同一个,万一原数组的指针指向更改了,那么函数里面的指针指向都会跟着更改。

同样的我们将数组转换为切片,通过传递切片,地址是不一样的,数组值相同。

切片是引用传递,所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率。

所以,切片属于引用类型。

通过这种方式可以将数组转换为切片。

中间不加三个点就是切片,使用这种方式创建切片,实际上是先创建数组,然后再通过第一种方式创建。

使用make创建切片,就不光编译期了,make创建切片会涉及到运行期。1. 切片的大小和容量是否足够小;

切片是否发生了逃逸,最终在堆上初始化。如果切片小的话会先在栈或静态区进行创建。

切片有一个数组的指针,len是指切片的长度, cap指的是切片的容量。

cap是在初始化切片是生成的容量。

发现切片的结构体是数组的地址指针array unsafe.Pointer,而Go中数组的地址代表数组结构体的地址。

slice 中得到一块内存地址,array[0]或者unsafe.Pointer(array[0])。

也可以通过地址构造切片

nil切片:指的unsafe.Pointer 为nil

空切片:

创建的指针不为空,len和cap为空

当一个切片的容量满了,就需要扩容了。怎么扩,策略是什么?

如果原来数组切片的容量已经达到了最大值,再想扩容, Go 默认会先开一片内存区域,把原来的值拷贝过来,然后再执行 append() 操作。这种情况对现数组的地址和原数组地址不相同。

从上面结果我们可以看到,如果用 range 的方式去遍历一个切片,拿到的 Value 其实是切片里面的值拷贝,即浅拷贝。所以每次打印 Value 的地址都不变。

由于 Value 是值拷贝的,并非引用传递,所以直接改 Value 是达不到更改原切片值的目的的,需要通过 slice[index] 获取真实的地址。

Golang中new和make的区别

new是内建函数,作用是初始化一个指向类型的指针,make的作用是slice,map或chan初始化并返回引用,第一个参数是一个类型,第二个参数是长度。

Go语言中new和 make的区别详解

new 主要用于结构体的初始化

make用于数组array,切片slice,协程chnnel的初始化

例如: users:=make([10]int);

msg:=make(chan int);

new会分配结构空间,并初始化为清空为零,不进一步初始化

new之后需要一个指针来指向这个结构

make会分配结构空间及其附属空间,并完成其间的指针初始化

make返回这个结构空间,不另外分配一个指针

例子new:

var p *[]int = new([]int)

p := new([]int)

以上分配了一个slice结构,但是结构中的应该指向底层数组的ptr指针为空,故实际不能往这个slice里面存取数据

同时分配了一个指针p,也即(在32位系统中)占4个字节并存放slice结构的地址

例子make:

var v []int = make([]int, 0)

v := make([]int, 0)

以上分配了一个slice结构,且结构中的应该指向底层数组的ptr指针已经指向了某个底层数组,这个底层数组应该已经分配了,故这个slice已经可以使用了

注意v就是这个slice结构,而不是一个指向slice的指针

上述仅是示例,一般使用时都会明确长度和容量:v := make([]int, 10, 50)

结论:

由上可见,用new来分配slice的意义不大,因为没有恰当的初始化,无法直接使用

有附带空间的结构,使用make来初始化,可以完成内部指针初始化,其后可以立即使用


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