一、切片
首先我们要知道切片的本质是什么?
Slice的底层数据结构(src/runtime/slice.go):
type slice struct {
array unsafe.Pointer // 指向底层数组的指针
len int // 当前切片长度
cap int // 底层数组容量
}
切片头(slice header)
+---------------------------+
| array -> 底层数组 |
| len:当前长度 |
| cap:最大容量 |
+---------------------------+
|
v
底层数组(underlying array)
+------+------+------+------+------+
| 1 | 2 | 3 | ? | ? |
+------+------+------+------+------+
^ ^
| |
起始元素 容量上限
我们可以把切片比作一本相册只有3个照片的位置 //这里的“位置”可以代指为数组的容量(cap :3)
而你手上有两张照片去放到这个相册里面 //这两张照片就是长度(len:2)
最后底层数据就是相片册类型的结构 //array就是一个指向这个相册的指针
二、扩容触发条件
在我们理解了切片是什么之后,就聊一下切片的扩容触发:
nums := make([]int{0,3})// 创建一个切片,len=0, cap=3
num = append(nums, 1) //len=1, cap=3
num = append(nums, 2) //len=2, cap=3
num = append(nums, 3) //len=3, cap=3
num = append(nums, 4) //len=4, len > cap 触发扩容
当执行 append操作时:
- 如果当前容量(cap)足够:直接在原底层数组末尾追加元素,修改
len并返回原切片(无新内存分配) - 如果容量不足:触发扩容逻辑,分配新的更大的底层数组,拷贝旧数据,再追加新元素
个人见解: 其实可以把这个切片当成最多放3张照片的相片册。当我们想要放入第四张照片时,
我们的想法肯定是买一个新的相片册能放更多的照片。
至于买多大的相册(怎么扩容),Go官方给出了扩容策略,请往下看。
三、切片扩容机制
v1.18前的扩容策略(了解)
在 Go 语言 v1.18 版本之前,当执行append向 slice 底层数组追加数据。若旧容量(oldCap)小于所需的最小容量(即cap < len+num)时,会触发扩容操作,其扩容规则:
| 旧容量范围 | 新容量计算规则 |
|---|---|
| cap < 1024 | 新容量 = 旧容量 × 2(按2倍扩容) |
| cap ≥ 1024 | 新容量 = 旧容量 × 1.25(按1.25 倍扩容) |
v1.18+扩容策略(需要掌握!!!)
用append向slice底层数组追加num个数据。当cap>= len+num时,直接在slice底层对应的数组进行操作。如果cap< len+num需要扩容:
若 newLen > 2 * oldCap,直接将容量扩容至 newLen。(newlen = len + num)
若 oldCap < 256,将容量扩容至 2 * oldCap。
若 oldCap >= 256,每次扩容为 oldcap + (oldCap + 3 * 256)/4,重复此操作直到 newcap >= newLen。
若扩容后容量溢出,则返回 newLen;否则返回计算后的 newcap。溢出会在后续逻辑触发 panic,不在此函数处理。
这里举个例子:
a := make([]int,300,300)
a = append(a,12)
fmt.Println(len(a),cap(a))
输出结果是什么?
输
出
结
果
>>301 567//len(a),cap(a)
你做对了吗?按照v1.18+的扩容机制 ,300(oldcap) > 256, 所以newcap = 300 + (300 + 3 * 256)/4 = 567。
有的人可能会说,切片扩容不是按照那个1024的阈值去判断扩容2倍/1.25倍吗?其实说的也是对的,只是依赖版本不同,切片的扩容规则也就不一样了。
但本质上版本切片扩容的逻辑就是减少扩容次数,避免浪费内存空间。
四、总结
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理解切片的本质
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清楚切片扩容的触发条件:len + 溢出数 > cap
-
根据切片扩容机制,进行扩容:
Gov1.18前:以 1024 为阈值:cap<1024 时扩容 2 倍,cap≥1024 时扩容 1.25 倍。
参考链接:
博客网 [tlnshuju] tlnshuju实用指南:Go Slice 实现原理深度解析:从底层机制到工程实践
CSDN博主「卿雪」blog.csdn.net/qq_49232751…