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8. 内置集合 - 切片
8. 内置集合 - 切片

8. 内置集合 - 切片

学到什么

  1. 什么是切片？
  1. 如何创建切片？
  1. 如何获取切片长度和容量？
  1. 切片和数组的关系？
  1. 操作切片具体元素？
  1. 切片元素如何追加和移除？
  1. 切片是引用类型还是值类型？
  1. 如何拷贝切片？
  1. 如何创建多维切片？
  1. 切片字符串是啥？
 

概念

在学习切片之前请先将上篇文章《内置集合 - 数组》搞明白。
切片使用起来类似长度可变的数组，不像数组长度是固定的。但切片的底层使用的还是数组，切片只是保存了对数组的引用，帮着管理数组，实现可变的效果。

声明

格式： var 切片名称 []数据类型
和数组声明的区别是，是否指明了长度，没有长度则为切片。
var nums []int
注：切片未初始化默认为 nil ，长度为 0 。如果清空切片可以赋值 nil，例: nums = nil 。
 

初始化

1. make 函数

使用 make 函数初始化切片，容量（马上有讲）参数可以省略，省略后长度和容量相等，格式如下：
切片名称 := make([]数据类型，长度，容量)
示例：
// 长度为 2，容量为 5
nums := make([]int, 2, 5)
下图是示例代码的原理图，下来深层了解切片。
notion image
蓝色区域为切片的结构，它包含数组的指针（ptr）、切片长度（len）和切片容量（cap）。
  • ptr：数组指针，保存数组的内存地址，指向数组的具体索引。
  • len：切片的长度，可以使用 len(nums) 函数获取，表示从指针对应的索引位置开始所使用的长度。
  • cap：切片的容量，可以使用 cap(nums) 函数获取，表示引用数组的长度。
 
黄色区域为切片底层引用的数组，数组的长度就是切片的容量。

2. 初始化具体值

nums := []int{1, 2, 3}
初始化了一个长度为 3 的切片，此时容量也为3。

操作具体元素

切片中元素的具体操作和数组的方式是一样的。如果获取元素时超出切片长度，即使没有超出容量，编译器也会报错。
nums := []int{1, 2, 3}

// 设置索引 1 的元素为 4
nums[1] = 4

fmt.Println(nums[1])

// 输出
4

获取子集

定义了一个切片或数组后，可以获取其中的一部分，即子集。
格式： 切片或数组[开始索引:结束索引]
获取从“开始索引”到“结束索引”的子集，包含开始索引，但不包含结束索引。如果是数组获取子集后，类型会转化为切片类型。
// 切片
nums := []int{1, 2, 3, 4, 5}
// 获取切片子集
nums1 := nums[2:4]   // []int{3, 4}

// 数组
arr := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
// nums2 为切片类型
nums2 := arr[2:4]    // []int{3, 4}

省略索引

“开始索引”和“结束索引”都可以省略。
  • 开始索引省略，表示子集从索引 0 开始到结束索引。
  • 结束索引省略，表示子集从开始索引到最后结束。
  • 都省略，如果是切片两者一样，如果是数组会转化为切片类型。
nums := []int{1, 2, 3, 4, 5}

// 开始索引省略
nums1 := nums[:3] // []int{1, 2, 3}

// 结束索引省略
nums2 := nums[2:] // []int{3, 4, 5}

// nums3 和 nums 相同
// 等价于：nums3 := nums
nums3 := nums[:]
如果代码中 nums 为数组，那 nums[:] 会将数组转化为切片。下来看看以上代码的原理图，这样会加深理解。
notion image
从图中可以看出所有的切片都指向同一个数组，这也说明了切片是一个引用类型，它在传递时不会进行拷贝。

追加和移除元素

往切片中追加元素，使用到 append 函数，此函数只能追加到切片末尾。
// collection/slice-append.go

nums := []int{1, 2, 3}
nums = append(nums, 2)
nums = append(nums, 4, 5)

fmt.Println(nums)

// 输出
[1 2 3 2 4 5]
如果想追加到切片开头，没有原生的函数，使用 append 变向的实现，这种方式其实就是合并两个切片。
// collection/slice-append-front.go

nums := []int{1, 2, 3}
// ... 三个点表示将切片元素展开传递给函数
nums = append([]int{4}, nums...)

fmt.Println(nums)

// 输出
[4 1 2 3]
如何移除某个元素呢，使用切片子集和 append 函数变向实现。
// collection/slice-append-remove.go

nums := []int{1, 2, 3, 4, 5}
// 移除索引为 2 的元素值 3
nums = append(nums[:2], nums[3:]...)

fmt.Println(nums)

// 输出
[1 2 4 5]

切片拷贝

1. copy 函数

从上面了解到切片是一个引用类型，因此不能像数组一样直接赋值给一个新变量就会产生拷贝。下来使用 copy 函数完成切片的拷贝。
// collection/slice-copy-1.go

// 将 nums 拷贝到 numsCopy 
nums := []int{1, 2, 3}
numsCopy := make([]int, 3)

copy(numsCopy, nums)

// 修改了 numsCopy，不会对 nums 产生影响
numsCopy[0] = 2

fmt.Println("nums:", nums)
fmt.Println("numsCopy:", numsCopy)

// 输出
nums: [1 2 3]
numsCopy: [2 2 3]
numsCopy 长度可以小于或大于 nums 的长度，如果小于就会拷贝nums 前面一部分，大于会保留 numsCopy 后面一部分。
// collection/slice-copy-2.go

// numsCopy 长度小于 nums
nums := []int{1, 2, 3}
numsCopy := make([]int, 2)
// 前面两个元素 1 和 2 被复制
copy(numsCopy, nums)
fmt.Println("numsCopy(小于):", numsCopy)

// numsCopy 长度大于 nums
numsCopy = []int{4, 5, 6, 7}
// 4,5,6 会被覆盖，保留 7
copy(numsCopy, nums)
fmt.Println("numsCopy(大于):", numsCopy)

// 输出
numsCopy(小于): [1 2]
numsCopy(大于): [1 2 3 7]
 

2. “长度 > 容量”触发拷贝

使用 append 函数给切片追加元素时，如果追加的长度大于切片的容量时，切片的底层数组空间则重新开辟一块比原来大的地方，并把原来的数组值拷贝一份。
notion image
注解：
  • 图中”新数组“两个位置就是切片长度大于容量的时刻，这两个时刻会自动开辟新数组，与原来的数组没有任何关联，只是把值拷贝了一份。
  • 图中创建”新数组“时，容量的大小是原来的 2 倍，但这不是一成不变的，不同情况算法也会不一样，想要了解清楚我推荐一篇文章《深度解密Go语言之Slice》。

多维切片

这块和多维数组是类似的，唯一的不同点是切片没有指明长度，举个例子：
// 声明二维切片
var mult [][]int

// 初始化二维切片
students := [][]int{
	{2, 2, 0},
	{2, 2, 2},
	{2, 1, 2},
	{2, 2, 2},
}
注：如果想创建三维切片、四维切片，只要和多维数组类比就行。
 

切片字符串

这个是啥呢？是字符串可以使用上面的子集用法，来获取字符串中的一部分。
str := "I'm laomiao."
fmt.Println(str[4:7])

// 输出
lao

总结

本篇围绕”切片“进行了重点讲解，在实际开发中也常常被使用，所以一定要掌握清楚。文中没有写明如何遍历切片，是因为它和数组的使用是一样的，如果不懂，请翻阅上篇文章。
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