二丫讲梵
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2021-07-09
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切片（slice）

文章发布较早，内容可能过时，阅读注意甄别。

# 1，概述。

数组的长度在定义之后无法再次修改，数组是值类型，每次传递都将产生一份副本。显然这种数据结构无法满足开发者的真实需求。Go 语言提供了数组切片（slice）来弥补数组的不足。

切片并不是数组或数组指针，它通过内部指针和相关属性引用数组片段，以实现边长方案。

slice 并不是真正意义上的动态数组，而是一个引用类型。slice 总是指向一个底层 array，slice 的声明也可以像 array 一样，只是不需要长度。

# 2，认识切片。

m_bd2b5f11d0694dfc63cbf270e566fcf2_r

a := [...]int{1,2,3,4,5}
s := a[0:3:5]

定义一个数组a，然后通过s对其进行切片。
a[0:3:5]表示：a[low:high:max]
low:表示下标的起点，如果是0，则从第一个开始。
high：表示下标的终点，（不包括此下标），那么实际终点应该是high-1

得有两个概念：长度和容量。
长度表示切片的长度=high-low
容量表示切片的容量=max-low
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用代码举例：

package main

import "fmt"

func main() {
	a := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
	s := a[0:3:5]
	fmt.Println("s = ", s)          //切片的内容
	fmt.Println("len(s) =", len(s)) //切片的长度=3-0
	fmt.Println("cap(s) =", cap(s)) //切片的容量=5-0

	s = a[1:4:5]
	fmt.Println("s = ", s)          //从下标1开始，取4-1=3个
	fmt.Println("len(s) =", len(s)) //切片的长度=4-1
	fmt.Println("cap(s) =", cap(s)) //切片的容量=5-1
}
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# 3，数组和切片的区别。

package main

import "fmt"

func main() {
	//切片和数组的区别
	//数组[]里面的长度是一个固定的常量，数组不能修改长度，len和cap永远都是5
	a := [5]int{}
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d\n", len(a), cap(a))

	//切片的[]里面为空，或者为...
	//切片的长度或容量不固定
	s := []int{}
	fmt.Printf("1:len = %d, cap = %d\n", len(s), cap(s)) //如果没定义，则默认为0

	s = append(s, 3) //append表示给切片末尾追加一个元素
	fmt.Printf("2:len = %d, cap = %d\n", len(s), cap(s))

}
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# 4，切片的初始化。

package main

import "fmt"

func main() {
	//自动推导类型，同时初始化
	s := []int{1, 2, 3, 4}
	fmt.Println("s = ", s)

	//借助make函数，格式为： make(切片类型，长度，容量)
	s1 := make([]int, 5, 10)
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d\n", len(s1), cap(s1))

	//其中容量可以省略，没写的话，容量等于长度
	s2 := make([]int, 5)
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d\n", len(s2), cap(s2))
}
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# 5，切片截取。

操作 含义
s[n] 切片 s 中下标为 n 的项
s[:] 从切片 s 的下标为 0 到 len(s)-1 处所获得的切片内容
s[low:] 从切片 s 的下标为 low 到 len(s)-1 处所获得的切片
s[:high] 从切片 s 的下标为 0 到 high 处所获得的切片
s[low:high] 从切片 s 的下标为 low 到 high 处所获得的切片
s[low:high:max] 从切片 s 的下标为 low 到 high 处所获得的切片
len(s) 切片 s 的长度，总是<=cap(s)
cap(s) 切片 s 的容量，总是>=len(s)

示例说明：

有如下切片类型：

a := []int{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
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那么：

操作 结果 len map 说明
a[:] [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 10 10 等价于[0:len(a):cap(a)]
a[3] [2] 无 无 无
a[3:6:7] [3 4 5] 3 4 如见
a[:6] [0 1 2 3 4 5] 6 10 等价于[0:6:cap(a)] 常用
a[5:] [5 6 7 8 9] 5 5 等价于[5:len(a):cap(a)]

代码示例如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

	s1 := a[:] //等价于[0:len(a):cap(a)]
	fmt.Println("s1=", s1)
	fmt.Printf("len=%d, cap=%d\n", len(s1), cap(s1))

	//操作切片中的某个元素，方法和数组的一样
	s2 := a[5]
	fmt.Println("s2=", s2)

	s3 := a[3:6:7] //[a[3], a[4], a[5]] len=6-3 cap=7-3
	fmt.Println("s3=", s3)
	fmt.Printf("len=%d, cap=%d\n", len(s3), cap(s3))

	s4 := a[:6] //等价于[0:6:cap(a)] len=6-0 cap=10-0
	fmt.Println("s4=", s4)
	fmt.Printf("len=%d, cap=%d\n", len(s4), cap(s4))

	s5 := a[3:] //等价于[3:len(a):cap(a)]
	fmt.Println("s5=", s5)
	fmt.Printf("len=%d, cap=%d\n", len(s5), cap(s5))
}
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# 6，切片和底层数组的关系。

package main

import "fmt"

func main() {
	a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

	//新切片
	s1 := a[2:5]
	s1[1] = 666
	fmt.Println("s1 =", s1)
	fmt.Println("a =", a)

	//另一新切片
	s2 := s1[1:7]
	fmt.Println("s2 =", s2)
	s2[2] = 777
	fmt.Println("a =", a)
}
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上边程序输出结果为：

$ go run 19_切片和底层数组的关系.go
s1 = [2 666 4]
a = [0 1 2 666 4 5 6 7 8 9]
s2 = [666 4 5 6 7 8]
a = [0 1 2 666 4 777 6 7 8 9]
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第一个切片 s1 的结果还是比较容易理解的，但是到了第二个切片 s2 这里，有稍微有点让人感到费解了，而这，正式这一小节标题的意义，切片与底层数组的关系。

可画示意图帮助理解：

m_8e3e133e049627f70aca174d55362f93_r

# 7，内建函数。

# 1，append。

# 1，append 简单使用。

append 函数用于向 slice 尾部追加元素。

package main

import "fmt"

func main() {
	a := []int{}
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d, a =%d\n", len(a), cap(a), a)
	//在原切片的末尾添加元素
	a = append(a, 1)
	a = append(a, 2, 3)
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d, a =%d\n", len(a), cap(a), a)

	b := make([]int, 5)
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d, b =%d\n", len(b), cap(b), b)
	b = append(b, 6)
	fmt.Printf("len = %d, cap = %d, b =%d\n", len(b), cap(b), b)

}
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# 2，append 扩容特点。

append 函数会智能地控制底层数组的容量增长，一旦超过原底层数组容量，通常以原容量 2 倍的数值定义给新容量，并复制原来的数据。

package main

import "fmt"

func main() {
	//如果超过原来的容量，通常以2倍容量扩容
	s := make([]int, 0, 1)
	oldCap := cap(s)
	for i := 0; i < 10; i++ {
		s = append(s, i)
		if newCap := cap(s); oldCap < newCap {
			fmt.Printf("cap: %d===> %d\n", oldCap, newCap)
			oldCap = newCap
		}
	}

}
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大概有如下特征：

  • 首先判断，如果新申请的容量(cap)大于 2 倍的旧容量（old.cap），那么最终容量（newcap）就是新申请容量的容量(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）的 1/4 循环增加，即(newcap=old.cap,for {newcap+=newcap/4})，直到最终容量大于等于新申请的容量。
  • 如果最终容量计算溢出，则最终容量就是新申请容量（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作不同的处理，比如int和string类型的处理方式就不一样。

package main

import "fmt"

func main() {
	s1 := []string{"aaa", "bbb", "ccc"}
	fmt.Println(s1)
	fmt.Printf("len=%d,cap=%d\n", len(s1), cap(s1))
	s1 = append(s1, "ddd")
	fmt.Println(s1)
	fmt.Printf("len=%d,cap=%d\n", len(s1), cap(s1))
	s2 := []string{"aa", "bb", "cc"}
	s1 = append(s1, s2...) //...表示展开s2这个数组/切片
	fmt.Println(s1)
	fmt.Printf("len=%d,cap=%d\n", len(s1), cap(s1))
}
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# 2，copy。

package main

import "fmt"

func main() {
	src := []int{1, 2}
	dst := []int{6, 6, 6, 6, 6, 6}
	copy(dst, src) //表示将src的内容copy给dst，然后替换1,2对应位置的元素
	fmt.Println("dst =", dst)

}
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函数 copy 在两个 slice 间复制数据，复制长度以 len 小的为准，两个 slice 可指向同一底层数组。

package main

import "fmt"

func main() {
	a := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

	b := a[8:]
	c := a[:5]
	fmt.Printf("a = %d,b = %d,c = %d\n", a, b, c)
	copy(c, b)
	fmt.Println("c = ", c)
	fmt.Println("a = ", a)

}
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# 8，切片作为函数参数。

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

//生成几个随机数
func InitData(s []int) {
	//设置种子
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())

	for i := 0; i < len(s); i++ {
		s[i] = rand.Intn(100) //100以内的10个随机数
	}
}

//冒泡排序
func BubbleSort(s []int) {
	for i := 0; i < len(s); i++ {
		for j := 0; j < len(s)-1-i; j++ {
			if s[j] > s[j+1] {
				s[j], s[j+1] = s[j+1], s[j]
			}
		}
	}
}

func main() {
	n := 10
	//创建一个切片，len为n
	s := make([]int, n)
	fmt.Println("s =", s)

	InitData(s)
	fmt.Println("排序前: ", s)

	BubbleSort(s)
	fmt.Println("排序后: ", s)
}
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切片做函数参数的时候，是引用传递，当函数对切片进行操作之后，切片的内容也会随之改变。

# 9，写一个猜数字游戏。

# 1，生成一个 4 位的随机数。

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

//生成几个随机数
func CreateNum(p *int) {
	//设置种子
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	var num int
	for {
		num = rand.Intn(10000)
		if num >= 1000 {
			break
		}
	}
	*p = num
}

func main() {
	var randNum int
	//产生一个4位随机数
	CreateNum(&randNum)
	fmt.Println("randNum: ", randNum)
}
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# 2，取出每一个数。

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

//生成几个随机数
func CreateNum(p *int) {
	//设置种子
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	var num int
	for {
		num = rand.Intn(10000)
		if num >= 1000 {
			break
		}
	}
	*p = num
}

//取出每一位
func GetNum(s []int, num int) {
	s[0] = num / 1000       //取千位
	s[1] = num % 1000 / 100 //取百位
	s[2] = num % 100 / 10   //取十位
	s[3] = num % 10

}
func main() {
	var randNum int
	//产生一个4位随机数
	CreateNum(&randNum)
	fmt.Println("randNum: ", randNum)

	randSlice := make([]int, 4)
	//保存着个4位数的每一位
	GetNum(randSlice, randNum)
	fmt.Println("randSlice: ", randSlice)

}
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# 3，最终成型的样子。

package main

import (
	"fmt"
	"math/rand"
	"time"
)

//生成几个随机数
func CreateNum(p *int) {
	//设置种子
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	var num int
	for {
		num = rand.Intn(10000)
		if num >= 1000 {
			break
		}
	}
	*p = num
}

//取出每一位
func GetNum(s []int, num int) {
	s[0] = num / 1000       //取千位
	s[1] = num % 1000 / 100 //取百位
	s[2] = num % 100 / 10   //取十位
	s[3] = num % 10

}

func OnGame(randSlice []int) {
	var num int
	keySlice := make([]int, 4)
	for {
		for {
			fmt.Printf("请输入一个4位数：")
			fmt.Scan(&num)
			//限定输入的范围 999 < num < 10000
			if 999 < num && num < 10000 {
				break
			}
			//fmt.Println("输入的数字不符合规范。")
		}
		//fmt.Println("num = ", num)

		GetNum(keySlice, num)
		//fmt.Println("keySlice = ", keySlice)

		n := 0
		for i := 0; i < 4; i++ {
			if keySlice[i] > randSlice[i] {
				fmt.Printf("第%d位的数字大了\n", i+1)
			} else if keySlice[i] < randSlice[i] {
				fmt.Printf("第%d位的数字小了\n", i+1)
			} else {
				fmt.Printf("第%d位的数字猜对了\n", i+1)
				n++
			}
		}
		if n == 4 {
			fmt.Println("全部都猜对了！！")
			break
		}
	}
}

func main() {
	var randNum int
	//产生一个4位随机数
	CreateNum(&randNum)
	//fmt.Println("randNum: ", randNum)

	//取出这个四位数的每一位
	randSlice := make([]int, 4)
	GetNum(randSlice, randNum)
	//fmt.Println("randSlice: ", randSlice)

	//输入一个四位数
	OnGame(randSlice)

}
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