前言
作為一個(gè) Go 語言新手，看到一切”詭異“的代碼都會(huì)感到好奇量蕊；比如我最近看到的幾個(gè)方法铺罢；偽代碼如下：
func FindA() ([]*T,error) {
}
func FindB() ([]T,error) {
}
func SaveA(data *[]T) error {
}
func SaveB(data *[]*T) error {
}
相信大部分剛?cè)腴T Go 的新手看到這樣的代碼也是一臉懵逼，其中最讓人疑惑的就是：
[]*T
*[]T
*[]*T
這樣對(duì)切片的聲明残炮，先不看后面兩種寫法韭赘；單獨(dú)看 []*T 還是很好理解的：
該切片中存放的是所有 T 的內(nèi)存地址，會(huì)比存放 T 本身來說要更省空間势就，同時(shí) []*T 在方法內(nèi)部是可以修改 T 的值泉瞻，而[]T 是修改不了。
func TestSaveSlice(t *testing.T) {
a := []T{{Name: "1"}, {Name: "2"}}
for _, t2 := range a {
fmt.Println(t2)
}
_ = SaveB(a)
for _, t2 := range a {
fmt.Println(t2)
}
}
func SaveB(data []T) error {
t := data[0]
t.Name = "1233"
return nil
}
type T struct {
Name string
}
比如以上例子打印的是
{1}
{2}
{1}
{2}
只有將方法修改為
func SaveB(data []*T) error {
t := data[0]
t.Name = "1233"
return nil
}
才能修改 T 的值:
&{1}
&{2}
&{1233}
&{2}
示例
下面重點(diǎn)來看看 []*T 與 *[]T 的區(qū)別苞冯，這里寫了兩個(gè) append 函數(shù)：
func TestAppendA(t *testing.T) {
x:=[]int{1,2,3}
appendA(x)
fmt.Printf("main %v\n", x)
}
func appendA(x []int) {
x[0]= 100
fmt.Printf("appendA %v\n", x)
}
先看第一種袖牙，輸出是結(jié)果是：
appendA [1000 2 3]
main [1000 2 3]
說明在函數(shù)傳遞過程中，函數(shù)內(nèi)部的修改能夠影響到外部舅锄。
下面我們?cè)倏匆粋€(gè)例子：
func appendB(x []int) {
x = append(x, 4)
fmt.Printf("appendA %v\n", x)
}
最終結(jié)果卻是：
appendA [1 2 3 4]
main [1 2 3]
沒有影響到外部鞭达。
而當(dāng)我們?cè)僬{(diào)整一下會(huì)發(fā)現(xiàn)又有所不同：
func TestAppendC(t *testing.T) {
x:=[]int{1,2,3}
appendC(&x)
fmt.Printf("main %v\n", x)
}
func appendC(x *[]int) {
*x = append(*x, 4)
fmt.Printf("appendA %v\n", x)
}
最終的結(jié)果：
appendA &[1 2 3 4]
main [1 2 3 4]
可以發(fā)現(xiàn)如果傳遞切片的指針時(shí)，使用 append 函數(shù)追加數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)影響到外部皇忿。
slice 原理
在分析上面三種情況之前畴蹭，我們先來了解下 slice 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
直接查看源碼會(huì)發(fā)現(xiàn) slice 其實(shí)就是一個(gè)結(jié)構(gòu)體鳍烁，只是不能直接對(duì)外訪問叨襟。
源碼地址
runtime/slice.go
其中有三個(gè)重要的屬性：
| 屬性 | 含義 |
|---|---|
| array | 底層存放數(shù)據(jù)的數(shù)組，是一個(gè)指針老翘。 |
| len | 切片長(zhǎng)度 |
| cap | 切片容量 cap>=len
|
提到切片就不得不想到數(shù)組芹啥，可以這么理解：
切片是對(duì)數(shù)組的抽象，而數(shù)組則是切片的底層實(shí)現(xiàn)铺峭。
其實(shí)通過切片這個(gè)名字也不難看出墓怀，它就是從數(shù)組中切了一部分；相對(duì)于數(shù)組的固定大小卫键，切片可以根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行擴(kuò)容傀履。
所以切片也可以通過對(duì)數(shù)組"切一刀"獲得：
x1:=[6]int{0,1,2,3,4,5}
x2 := x[1:4]
fmt.Println(len(x2), cap(x2))
其中 x1 的長(zhǎng)度與容量都是6。
x2 的長(zhǎng)度與容量則為3和5。
- x2 的長(zhǎng)度很容易理解钓账。
- 容量等于5可以理解為碴犬，當(dāng)前這個(gè)切片最多可以使用的長(zhǎng)度。
因?yàn)榍衅?x2 是對(duì)數(shù)組 x1 的引用梆暮，所以底層數(shù)組排除掉左邊一個(gè)沒有被引用的位置則是該切片最大的容量服协，也就是5。
同一個(gè)底層數(shù)組
以剛才的代碼為例：
func TestAppendA(t *testing.T) {
x:=[]int{1,2,3}
appendA(x)
fmt.Printf("main %v\n", x)
}
func appendA(x []int) {
x[0]= 100
fmt.Printf("appendA %v\n", x)
}
在函數(shù)傳遞過程中啦粹，main 中的 x 與 appendA 函數(shù)中的 x 切片所引用的是同個(gè)數(shù)組偿荷。
所以在函數(shù)中對(duì) x[0]=100，main函數(shù)中也能獲取到唠椭。
本質(zhì)上修改的就是同一塊內(nèi)存數(shù)據(jù)跳纳。
值傳遞帶來的誤會(huì)
在上述例子中，在 appendB 中調(diào)用 append 函數(shù)追加數(shù)據(jù)后會(huì)發(fā)現(xiàn) main 函數(shù)中并沒有受到影響贪嫂，這里我稍微調(diào)整了一下示例代碼：
func TestAppendB(t *testing.T) {
//x:=[]int{1,2,3}
x := make([]int, 3,5)
x[0] = 1
x[1] = 2
x[2] = 3
appendB(x)
fmt.Printf("main %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
}
func appendB(x []int) {
x = append(x, 444)
fmt.Printf("appendB %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
}
主要是修改了切片初始化方式寺庄，使得容量大于了長(zhǎng)度，具體原因后續(xù)會(huì)說明力崇。
輸出結(jié)果如下：
appendB [1 2 3 444] len=4,cap=5
main [1 2 3] len=3,cap=5
main 函數(shù)中的數(shù)據(jù)看樣子確實(shí)沒有受到影響斗塘；但細(xì)心的朋友應(yīng)該會(huì)注意到 appendB 函數(shù)中的 x 在 append() 之后長(zhǎng)度 +1 變?yōu)榱?。
而在 main 函數(shù)中長(zhǎng)度又變回了3.
這個(gè)細(xì)節(jié)區(qū)別就是為什么 append() "看似" 沒有生效的原因餐曹；至于為什么要說“看似”逛拱，再次調(diào)整了代碼：
func TestAppendB(t *testing.T) {
//x:=[]int{1,2,3}
x := make([]int, 3,5)
x[0] = 1
x[1] = 2
x[2] = 3
appendB(x)
fmt.Printf("main %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
y:=x[0:cap(x)]
fmt.Printf("y %v len=%v,cap=%v\n", y,len(y),cap(y))
}
在剛才的基礎(chǔ)之上，以 append 之后的 x 為基礎(chǔ)再做了一個(gè)切片台猴；該切片的范圍為 x 所引用數(shù)組的全部數(shù)據(jù)朽合。
再來看看執(zhí)行結(jié)果如何：
appendB [1 2 3 444] len=4,cap=5
main [1 2 3] len=3,cap=5
y [1 2 3 444 0] len=5,cap=5
會(huì)神奇的發(fā)現(xiàn) y 將所有數(shù)據(jù)都打印出來，在 appendB 函數(shù)中追加的數(shù)據(jù)其實(shí)已經(jīng)寫入了數(shù)組中饱狂，但為什么 x 本身沒有獲取到呢曹步？
看圖就很容易理解了：
- 在
appendB中確實(shí)是對(duì)原始數(shù)組追加了數(shù)據(jù)，同時(shí)長(zhǎng)度也增加了休讳。 - 但由于是值傳遞讲婚，所以
slice這個(gè)結(jié)構(gòu)體即便是修改了長(zhǎng)度為4，也只是對(duì)復(fù)制的那個(gè)對(duì)象修改了長(zhǎng)度俊柔，main中的長(zhǎng)度依然為3. - 由于底層數(shù)組是同一個(gè)筹麸，所以基于這個(gè)底層數(shù)組重新生成了一個(gè)完整長(zhǎng)度的切片便能看到追加的數(shù)據(jù)了。
所以這里本質(zhì)的原因是因?yàn)?slice 是一個(gè)結(jié)構(gòu)體雏婶，傳遞的是值物赶，不管方法里如何修改長(zhǎng)度也不會(huì)影響到原有的數(shù)據(jù)（這里指的是長(zhǎng)度和容量這兩個(gè)屬性）。
切片擴(kuò)容
還有一個(gè)需要注意：
剛才特意提到這里的例子稍有改變留晚，主要是將切片的容量設(shè)置超過了數(shù)組的長(zhǎng)度酵紫；
如果不做這個(gè)特殊設(shè)置會(huì)怎么樣呢？
func TestAppendB(t *testing.T) {
x:=[]int{1,2,3}
//x := make([]int, 3,5)
x[0] = 1
x[1] = 2
x[2] = 3
appendB(x)
fmt.Printf("main %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
y:=x[0:cap(x)]
fmt.Printf("y %v len=%v,cap=%v\n", y,len(y),cap(y))
}
func appendB(x []int) {
x = append(x, 444)
fmt.Printf("appendB %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
}
輸出結(jié)果：
appendB [1 2 3 444] len=4,cap=6
main [1 2 3] len=3,cap=3
y [1 2 3] len=3,cap=3
這時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn) main 函數(shù)中的 y 切片數(shù)據(jù)也沒有發(fā)生變化，這是為什么呢奖地？
這是因?yàn)槌跏蓟?x 切片時(shí)長(zhǎng)度和容量都為3橄唬，當(dāng)在 appendB 函數(shù)中追加數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)沒有位置了参歹。
這時(shí)便會(huì)進(jìn)行擴(kuò)容：
- 將老數(shù)據(jù)復(fù)制一份到新的數(shù)組中仰楚。
- 追加數(shù)據(jù)。
- 將新的數(shù)據(jù)內(nèi)存地址返回給
appendB中的 x .
同樣的由于是值傳遞泽示，所以 appendB 中的切片換了底層數(shù)組對(duì) main 函數(shù)中的切片沒有任何影響缸血，也就導(dǎo)致最終 main 函數(shù)的數(shù)據(jù)沒有任何變化了蜜氨。
傳遞切片指針
有沒有什么辦法即便是在擴(kuò)容時(shí)也能對(duì)外部產(chǎn)生影響呢械筛？
func TestAppendC(t *testing.T) {
x:=[]int{1,2,3}
appendC(&x)
fmt.Printf("main %v len=%v,cap=%v\n", x,len(x),cap(x))
}
func appendC(x *[]int) {
*x = append(*x, 4)
fmt.Printf("appendC %v\n", x)
}
輸出結(jié)果為：
appendC &[1 2 3 4]
main [1 2 3 4] len=4,cap=6
這時(shí)外部的切片就能受到影響了，其實(shí)原因也很簡(jiǎn)單飒炎；
剛才也說了埋哟，因?yàn)?slice 本身是一個(gè)結(jié)構(gòu)體，所以當(dāng)我們傳遞指針時(shí)郎汪，就和平時(shí)自定義的 struct 在函數(shù)內(nèi)部通過指針修改數(shù)據(jù)原理相同赤赊。
最終在 appendC 中的 x 的指針指向了擴(kuò)容后的結(jié)構(gòu)體，因?yàn)閭鬟f的是 main 函數(shù)中 x 的指針煞赢，所以同樣的 main 函數(shù)中的 x 也指向了該結(jié)構(gòu)體抛计。
總結(jié)
所以總結(jié)一下：
- 切片是對(duì)數(shù)組的抽象，同時(shí)切片本身也是一個(gè)結(jié)構(gòu)體照筑。
- 參數(shù)傳遞時(shí)函數(shù)內(nèi)部與外部引用的是同一個(gè)數(shù)組吹截，所以對(duì)切片的修改會(huì)影響到函數(shù)外部。
- 如果發(fā)生擴(kuò)容凝危，情況會(huì)發(fā)生變化波俄，同時(shí)擴(kuò)容會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)拷貝；所以要盡量預(yù)估切片大小蛾默，避免數(shù)據(jù)拷貝懦铺。
- 對(duì)切片或數(shù)組重新生成切片時(shí)，由于共享的是同一個(gè)底層數(shù)組支鸡，所以數(shù)據(jù)會(huì)互相影響冬念，這點(diǎn)需要注意。
- 切片也可以傳遞指針牧挣，但場(chǎng)景很少急前，還會(huì)帶來不必要的誤解；建議值傳值就好浸踩，長(zhǎng)度和容量占用不了多少內(nèi)存叔汁。
相信使用過切片會(huì)發(fā)現(xiàn)非常類似于 Java 中的 ArrayList，同樣是基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，也會(huì)擴(kuò)容發(fā)生數(shù)據(jù)拷貝据块；這樣看來語言只是上層使用的選擇码邻，一些通用的底層實(shí)現(xiàn)大家都差不多。
這時(shí)我們?cè)倏礃?biāo)題中的 []*T *[]T *[]*T 就會(huì)發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)并沒有什么聯(lián)系另假，只是看起來很像容易唬人像屋。
