Go语言——再论slice切片

Slice是长度可变的元素序列(数组不可变)，每个元素都有相同的类型。slice类型写作[]T，其中T代表slice中的元素类型;slice和数组写法很像，只是没有指定长度。

　　数组和slice之间的联系非常紧密。slice是非常轻量的数据结构，它是引用类型，指向底层的一个数组，该数组被称之为slice的底层数组，slice可以访问底层数组的某个子序列，也可以访问整个数组。一个slice由三个部分组成：指针、长度、容量，指针指向了slice中第一个元素对应的底层数组元素的地址，因为slice未必是从数组第一个元素开始，因此slice中的第一个元素未必是数组中的第一个元素。长度对应slice中的元素数目，长度是不能超过容量的;容量一般是从slice中第一个元素对应底层数组中的开始位置，到底层数组的结尾的长度。内置函数len和cap分别返回一个slice的长度和容量。

　　多个slice可以共享底层的数组，甚至它们引用的底层数组部分可以重叠。图4.1表示了一个数组，它的元素是每个月份的字符串名，还有两个slice,它们重叠引用了底层数组。数组定义：

　　months := [...]string{1: "January", /* ... */, 12: "December"}

　　这里一月份是months[1]，十二月是months[12]。通常来说，数组第一元素索引从0开始，但是月份一般是从1月开始到12月，因此在声明数组时，我们跳过了第0个元素，这里，第0个元素会被默认初始化为""(空字符串)。

　　下面介绍切片操作s[i:j]，这里0 ≤ i≤ j≤ cap(s),该操作会创建一个新的slice，引用s中从第i个元素到第j-1个元素的字序列，新的slice有j-i个元素。如果省略下标i:s[:j]，实际上代表s[0:j];如果省略下标j:s[i:]，代表s[0:len(s)]。因此months[1:13]操作将引用全部月份，和months[1:]操作等价。months[:]则是引用整个数组。下面分别表示第二个季度和北方的夏天：

　　Q2 := months[4:7]

　　summer := months[6:9]

　　fmt.Println(Q2) // ["April" "May" "June"]

　　fmt.Println(summer) // ["June" "July" "August"]

　　两个slice有重叠部分：六月份，下面是一个包含相同月份的测试(性能不高)：

　　for _, s := range summer {

　　for _, q := range Q2 {

　　if s == q {

　　fmt.Printf("%s appears in both\n", s)

　　}

　　}

　　}

　　如果slice操作的下标超过cap(s)将导致panic，如果超过len(s)则意味着扩展slice(不能超过cap(s))，因为新slice的长度会变大：

　　fmt.Println(summer[:20]) // panic: out of range

　　endlessSummer := summer[:5] // 在容量允许内扩展summer

　　fmt.Println(endlessSummer) // "[June July August September October]"

　　另外，字符串的slice操作和[]byte的slice操作是很相似的。它们都表现为x[m:n]，并且都返回原始序列的子序列，底层数组也都是原始的序列，因此slice操作是常量级别的时间复杂度。若x[m:n]的目标是字符串，则生成一个子串;若目标是[]byte，则生成新的[]byte。

　　因为slice引用包含了指向底层数组的指针，因此向函数传递slice后，函数可以在内部对slice的底层数组进行更改。换而言之，复制slice就是为底层数组创建一个新的引用，代价是非常低的(其实就是复制一个含有三个字段的struct)。下面的reverse函数对[]int类型的slice进行就地反转(无内存分配)，它可以用于任意长度的slice：