【Golang】Slice底层原理

Slice的底层原理

传递类型

Golang的Slice在函数参数传递的时候是值传递，但效果又呈现出了引用的效果（不完全是引用传递）

现象

当在函数中修改元素值的时，原来的Slice中的值同样被修改了，展示出了【引用传递】的效果。

func checkSlice(course []string) {
	course[0] = "java"
}
func main() {
	course := []string{"go", "grpc", "orm"}
	checkSlice(course)
	fmt.Println(course)
}
//输出:[java grpc orm]

但在函数中添加元素时，原来的Slice并没有被添加该值，展示出了【值传递】的效果。

func checkSlice(course []string) {
	course = append(course, "java")
}
func main() {
	course := []string{"go", "grpc", "orm"}
	checkSlice(course)
	fmt.Println(course)
}
//输出:[go grpc orm]

分析原理

slice的结构体

type slice struct {
	array unsafe.Pointer   // 用来存储实际数据的数组指针，指向一块连续的内存
	len int    // 切片中元素的数量
	cap int    // array数组的长度(容量)
}

当定义一个[]string{”go”,”grpc”,”orm”}时，会先生成一个结构体，array指向内存空间的第一个值，len长度为3，cap容量为3。

当mySlice作为参数进行函数调用时，会将mySlice对象复制一份，也就是所谓的【值传递】。因此在函数中对切片做值的修改，原来的切片值也会随之改变。

但是在函数中添加数据时，原切片的容量不够，需要重新开辟一块内存空间，将旧值复制进去，当容量小于512时，扩容的容量是原来的2倍（大于512时，翻1.5倍）。其扩容机制类似于java中的ArrayList（1.5倍）。因此在函数中做添加操作时，会开辟新的内存，原切片指向的地址无法指向新的内存空间。

其他细节（过程分析）

知道了原因那么该怎么解决呢？考虑到在创建切片的时候，cap容量已经被固定下来了，那么是否可以在创建切片的时候指定cap容量来实现函数中添加元素的效果？

func checkSlice(course []string) {
	course = append(course, "java")
}
func main() {
	course := make([]string, 3, 6)
	course[0] = "go"
	course[1] = "grpc"
	course[2] = "orm"
	checkSlice(course)
	fmt.Println(course)
}
// 输出:["go","grpc","orm"]

可以看到输出并没有变化，新的元素也并没有被加进来。按理来说这时添加数据的时候不应该重新开辟内存，因为容量是足够的。于是我们可以在函数中将第一个元素的值进行修改并输出。

func checkSlice(course *[]string) {
	course = append(course, "java")
	course[0] = "gogogo"
}
// 输出:["gogogo","grpc","orm"]

可以看到第一个元素确实被修改了，说明并没有开辟新的内存，但”java“并没有被添加进来。其实只要我们再分析的细致一点就可以发现：在函数传递时，拷贝的是slice对象，它会将slice中array,len,cap的值一起拷贝然后生成新的slice对象。

func checkSlice(course []string) {
	course = append(course, "java")
	course[0] = "gogogo"
	println("func-slice len:",len(course))
}
func main() {
	//course := []string{"go", "grpc", "orm"}
	course := make([]string, 3, 6)
	course[0] = "go"
	course[1] = "grpc"
	course[2] = "orm"
	checkSlice(course)
	fmt.Println("main-slice len:",len(course))
	fmt.Println(course)
}
/*
输出:
func-slice len: 4
main-slice len: 3
[gogogo grpc orm]
*/

通过在两个函数中输出slice的长度可以看出：在cap容量充足的情况下添加元素，调用函数中的slice对象的len+1，但原来的slice并没有+1。这就是问题所在，其实在内存中已经添加了”java“，只不过在main函数中输出的时候并没有访问到该元素，因为此时main中slice的长度依旧是3

解决方案

一个解决方案是函数调用的时候传递slice的地址。但总的来说还是不建议在其他函数中对原slice进行添加数据操作。

Slice底层原理 ｜ 青训营笔记