Go從入門到精通——切片(slice)（動態分配大小的連續空間）

切片(slice)（動態分配大小的連續空間）

　　Go 語言切片的內部結構包含地址、大小和容量。切片一般用於快速地操作一塊數據集合。

1.1、從數組或切片生成新的切片

　　切片默認指向一段連續內存區域，可以是數組，也可以是切片本身。

　　從連續內存區域生成切片是常見的操作。格式如下：

slice [開始位置:結束位置]
//slice 表示目標切片對象。
//開始位置對應目標切片對象的索引。
//結束位置對應目標切片的結束索引。

　　從數組生成切片例子：

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	var a = [3]int{1, 2, 3} //一個變量a的數組，數組大小是3，已初始化數值1，2，3.
	fmt.Println(a, a[1:2])  //使用 a[1:2]生成一個新切片
}

　　從數組或切片生成新的切片擁有如下特性：a :=[]int[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

• 取出的元素數量為：結束位置 - 開始位置
• 取出元素不包含結束位置對應的索引，切片最后一個元素使用 slice[len(slice)] 獲取。
• 當缺省開始位置時，表示從連續區域開頭到結束位置，比如 a[:10]。
• 當缺省結束位置時，表示從開始位置到整個連續區域末尾，比如 a[1:]。
• 兩者時同時缺省時，與切片本身等效，比如：a[:]。
• 兩者同時為 0 時，等效於空切片，一般用於切片復位，比如 a[0:0]
• 根據索引位置取切片 slice 元素值時，取值范圍是（0~len(slice)-1），超界會報運行時錯誤。生成切片時，結束位置可以填寫 len(slice) 但不會報錯。

1.2、聲明切片

　　每一種類型都可以擁有其切片類型，表示多個類型元素的連續集合。因此切片類型也可以被聲明。

　　切片類型聲明格式如下：

var name []T

//name 表示切片類型的變量名
//T 表示切片類型聲明的使用過程

1.3、使用 make() 函數構造切片

　　如果需要動態地創建一個切片，可以使用 make() 內建函數，格式如下：

make( []T, size, cap)
// T: 切片的元素類型。
// size: 就是為這個類型分配多少個月元素。
// cap: 預分配的元素數量，這個值設定后不影響 size，只是能提前分配空間，降低多次分配空間造成的性能問題。

 注意：

• 使用 make() 函數生成的切片一定是發生了內存分配操作。
• 給定開始與結束位置（包括切片復位）的切片只是將新的切片結構指向已經分配好的內存區域，設定開始與結束位置，不會發生內存分配操作。
• 切片不一定就必須經過 make() 函數才能使用。
• 生成的切片，聲明后使用 append() 函數均可以正常使用切片。

1.4、使用 append() 函數為切片添加元素

　　Go 語言的內建函數 append() 可以為切片動態添加元素。每個切片會指向一個內存空間，這片空間能容納一定數量的元素。當空間不能再容納足夠多的元素時，切片就會進行 "擴容"。"擴容" 操作往往發生在 append() 函數調用時。

　　切片在擴容時，容量的擴展規律按容量的 2 倍數擴充，例如 1、2、4、8、16……，代碼如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	var numbers []int

	for i := 0; i < 10; i++ {
		numbers = append(numbers, i)
		fmt.Printf("len: %d\t cap:%d pointer: %p\n", len(numbers), cap(numbers), numbers)
	}

}

 　　append() 函數除了添加一個元素外，也可以一次性添加很多元素。

package main

import "fmt"

func main() {
	var car []string

	// 添加 1 個元素
	car = append(car, "熱烈歡迎世界各地") //使用 append() 函數向切片中添加 1 個元素
	fmt.Println("添加 1 個元素:", car)

	// 添加 2 個元素
	car = append(car, "參加", "2022北京冬奧會", "的代表團！") //使用 append() 函數向切片中添加 多 個元素
	fmt.Println("添加 2 個元素:", car)

	// 添加切片
	team := []string{"Warmly welcome the delegations from all over the world to the 2022 Beijing Winter Olympic Games!"}
	car = append(car, team...) //在 team 后面加上了 "..."，表示將 team 整個添加到 car 的后面。
	fmt.Println(car)

}

1.5、復制切片元素到另一個切片

　　使用 Go 語言內建的 copy() 函數，可以迅速地將一個切片的數據復制到另外一個切片空間中，copy() 函數的使用格式如下：

copy(destSlice, srcSlice []T) int
//srcSlice 為數據來源切片；
//destSlice 為復制目標(來源的切片復制給誰)。目標切片必須分配過空間且足夠承載復制的元素個數。來源和目標的類型一致，copy 的返回值表示實際發生復制的元素個數。

　　下面的代碼將演示對切片的引用和復制操作后對切片元素的影響：

package main

import "fmt"

func main() {

	//設置元素數量為 1000
	const elementCount = 1000

	//預分配足夠多的元素切片
	srcData := make([]int, elementCount)

	//將切片賦值
	for i := 0; i < elementCount; i++ {
		srcData[i] = i //srcData 切片中存儲 1000 個元素，元素值分別是連續的 1-1000 數字
	}

	fmt.Printf("srData 切片的值: %d\n", srcData)

	//引用切片數據
	//定義一個變量，並將 srcData 值傳遞給它。切片賦值，實際上只是復制了地址，refData 引用了 srcData的地址，因此 srcData的任何修改，都會影響 refData
	refData := srcData
	fmt.Printf("refData 的內存地址: %p\nsrcData 的內存地址: %p\n", &refData, &srcData)

	//預分配足夠多的元素切片
	copyData := make([]int, elementCount)
	fmt.Printf("copyData 的內存地址: %p\n", &copyData)

	//將數據復制到新的切片空間中
	copy(copyData, srcData)
	fmt.Printf("復制 srcData 后的 copyData 的內存地址: %p\n", &copyData)

	//修改原始數據的第一個元素
	srcData[0] = 999
	fmt.Printf("修改 srcData 第 1 個元素后的 copyData 的內存地址: %p\n", &copyData)

	//打印引用切片的一個元素
	fmt.Printf("打印引用切片( refData )的一個元素: %d 內存地址: %p\n", refData[0], &refData)

	//打印復制切片的第一個和最后一個元素
	fmt.Printf("打印復制切片( copyData )的一個元素: %d 內存地址: %p\n", copyData[0], &copyData)

	//復制原始數據從 4 到 6(不包含)
	for i := 0; i < 5; i++ {
		fmt.Printf("%d", copyData[i])
	}
	fmt.Println(srcData[4:6])
	
	fmt.Println(srcData)

	copy(copyData, srcData[4:6])
	for i := 0; i < 5; i++ {
		fmt.Printf("%d", copyData[i])
	}
}

　　代碼輸出如下：

 

1.6、從切片中刪除元素

　　Go 語言中並沒有對刪除切片元素提供專用的語法或者接口，需要使用切片本身的特性來刪除元素。

package main

import "fmt"

func main() {

	seq := []string{"a", "b", "c", "d", "e"}

	//指定刪除位置
	index := 2

	//查看刪除位置之間的元素和之后的元素
	fmt.Println(seq[:index], seq[index+1:])

	// 將刪除點前后的元素連接起來
	seq = append(seq[:index], seq[index+1:]...) //后面這3個點要加上，不然會報錯，用於兩個切片合並的。

	fmt.Println(seq)
}