Go Slice 擴(kuò)容的這些坑，你踩過(guò)嗎？

作者：勁仔Go&王中陽(yáng)Go 2023-03-13 13:36:00

切片傳值操作，append未觸發(fā)擴(kuò)容，會(huì)同時(shí)修改底層數(shù)組的值，但不會(huì)影響原切片的長(zhǎng)度和容量；當(dāng)觸發(fā)擴(kuò)容，那么會(huì)產(chǎn)生副本，后面的修改則會(huì)和原底層數(shù)組剝離開，互不影響。

前言

之前對(duì)Go語(yǔ)言for循環(huán)做了一次踩坑經(jīng)驗(yàn)分享《??Go for range 一不小心就掉坑里了??》，大家直呼有用。

今天對(duì)切片Slice的append操作也做一次踩坑經(jīng)驗(yàn)分享，希望對(duì)朋友們有所幫助。

知識(shí)重溫

切片底層結(jié)構(gòu)定義：包含指向底層數(shù)組的指針、長(zhǎng)度和容量

type slice struct {
  array unsafe.Pointer
  len   int
  cap   int
}

append操作：可以是1個(gè)、多個(gè)、甚至整個(gè)切片（記得后面加...）；添加元素時(shí)當(dāng)容量不足，則會(huì)自動(dòng)觸發(fā)切片擴(kuò)容機(jī)制，產(chǎn)生切片副本，同時(shí)指向底層數(shù)組的指針發(fā)生變化

var nums []int
nums = append(nums, 1)
nums = append(nums, 2, 3, 4)
nums2 := []int{5, 6, 7}
nums = append(nums, nums2...)
fmt.Println(nums) //[1 2 3 4 5 6 7]

案例1：傳值+未擴(kuò)容

先來(lái)看看下面會(huì)輸出什么結(jié)果？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達(dá)式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

輸出結(jié)果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3]
s1切片:  []
s1切片表達(dá)式:  [1 2 3 0 0]

看到這個(gè)結(jié)果，大家就會(huì)有疑問(wèn)了，明明切片是引用類型，為什么s2 append了新元素后，s2是有值了但s1卻還是空的，并且對(duì)s1用切片表達(dá)式卻能獲取到值呢？

原因分析前，我們先來(lái)看看s1和s2到底是不是同一個(gè)切片，打印地址驗(yàn)證下

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p\n", s1)
  appendFunc(s1)
  //...
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3)
  fmt.Printf("s2切片地址: %p\n", s2)
  //...
}

輸出結(jié)果：
s1切片地址: 0xc000018150
s2切片地址: 0xc000018150

看到這就得傻眼了，兩個(gè)切片的地址都是同一個(gè)，s2修改后s1也應(yīng)該同步修改，應(yīng)該都有值啊

我們還得繼續(xù)再深究一下，fmt包%p打印的這個(gè)地址，到底是誰(shuí)的地址

//fmt/print.go
func (p *pp) fmtPointer(value reflect.Value, verb rune) {
  var u uintptr
  switch value.Kind() {
  case reflect.Chan, reflect.Func, reflect.Map, reflect.Ptr, reflect.Slice, reflect.UnsafePointer:
    u = value.Pointer()
  default:
    p.badVerb(verb)
    return
  }
  //...
}

//reflect/value.go
func (v Value) Pointer() uintptr {
  k := v.kind()
  switch k {
  //...
  
  case Slice:
    return (*SliceHeader)(v.ptr).Data
  }
  panic(&ValueError{"reflect.Value.Pointer", v.kind()})
}

通過(guò)分析fmt包的源碼，不難發(fā)現(xiàn)，打印的地址，其實(shí)是切片里指向底層數(shù)組的指針存儲(chǔ)的地址，并不是兩個(gè)切片本身的地址。同時(shí)也說(shuō)明這兩切片是指向同一個(gè)底層數(shù)組。

原因正式分析：

傳值操作，s1和s2是兩個(gè)不同的切片變量，但是指向底層數(shù)組的指針是同一個(gè)；
長(zhǎng)度和容量的變化：s1 Len=0和Cap=5，后來(lái)未發(fā)生過(guò)變化；s2一開始被賦值時(shí) Len=0和Cap=5，在append操作后，Len=3和Cap=5，同時(shí)底層數(shù)組值從[0,0,0,0,0]被修改成了[1,2,3,0,0];
輸出結(jié)果，s1由于Len=0所以輸出空[]，而s1用切片表達(dá)式，是基于底層數(shù)組[1,2,3,0,0]進(jìn)行切片，所以輸出結(jié)果為[1,2,3,0,0]；

案例2：傳值+擴(kuò)容

將案例1，append的元素個(gè)數(shù)超過(guò)切片容量，觸發(fā)自動(dòng)擴(kuò)容，輸出的結(jié)果又會(huì)是怎樣的呢？

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  appendFunc(s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達(dá)式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 []int) {
  s2 = append(s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6)
  fmt.Println("s2切片: ", s2)
}

輸出結(jié)果：

s1切片:  []
s2切片:  [1 2 3 4 5 6]
s1切片:  []
s1切片表達(dá)式:  [0 0 0 0 0]

原因分析：

發(fā)生擴(kuò)容后，s2指向的底層數(shù)組會(huì)產(chǎn)生副本，導(dǎo)致s1和s2不再指向同一個(gè)底層數(shù)組；
長(zhǎng)度和容量的變化：s2 append后Len=6、Cap=10和底層數(shù)組值為[1,2,3,4,5,6,0,0,0,0]；s2的操作完全不影響s1的數(shù)據(jù)，s1仍然是Len=0、Cap=5和底層數(shù)組值為[0,0,0,0,0]；
輸出結(jié)果，s2由于Len=6所以輸出[1,2,3,4,5,6]，s1由于Len=0所以輸出空[]，而s1用切片表達(dá)式，是基于底層數(shù)組[0,0,0,0,0]進(jìn)行切片，所以輸出結(jié)果為[0,0,0,0,0]；

案例3：傳址+不關(guān)心擴(kuò)容

上面兩個(gè)傳值操作的例子，不管擴(kuò)容與否，都不會(huì)影響原切片s1的長(zhǎng)度和容量。如果我們期望修改s2的同時(shí)也修改原切片s1，則需要用到切片指針，基于地址傳遞進(jìn)行操作。

func main() {
  s1 := make([]int, 0, 5)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Printf("s1切片地址: %p len:%d cap:%d\n", &s1, len(s1), cap(s1))
  appendFunc(&s1)
  fmt.Println("s1切片: ", s1)
  fmt.Println("s1切片表達(dá)式: ", s1[:5])
}

func appendFunc(s2 *[]int) {
  fmt.Printf("s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  //*s2 = append(*s2, 1, 2, 3)
  *s2 = append(*s2, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10)
  fmt.Printf("append后s2切片地址: %p len:%d cap:%d\n", s2, len(*s2), cap(*s2))
  fmt.Println("s2切片: ", *s2)
}

輸出結(jié)果：

s1切片:  []
s1切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
s2切片地址: 0xc00000c030 len:0 cap:5
append后s2切片地址: 0xc00000c030 len:10 cap:10
s2切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片:  [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]
s1切片表達(dá)式:  [1 2 3 4 5]

萬(wàn)變不離其宗，傳址操作，始終操作的是同一個(gè)切片變量，append操作后，長(zhǎng)度和容量都會(huì)同時(shí)發(fā)生變化，以及如果觸發(fā)擴(kuò)容，那么指向底層數(shù)組的指針，也都會(huì)同時(shí)發(fā)生變化。

總結(jié)

如果期望在修改切片后，對(duì)原切片也發(fā)生修改，則可以使用傳址操作，始終基于同一個(gè)切片變量進(jìn)行操作。

本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)「程序員升級(jí)打怪之旅」，作者「王中陽(yáng)Go」，可以通過(guò)以下二維碼關(guān)注。

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責(zé)任編輯：武曉燕來(lái)源：程序員升職加薪之旅

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