Golang slice 的底層實現

2021-10-25 07:51:40 字數 3421 閱讀 7378

首先我們來看段**的輸出

s := make(int, 4)


for i := 0; i < 4; i++ 


s0 := s[0]


fmt.println(s)
輸出的結果是

[[1 0 0 0] [1 0 0 0] [1 0 0 0] [1 0 0 0]]
帶著這些疑問，我們來看看slice的底層實現。

slice的結構

type slice struct
array指向乙個陣列元素的位址，這個陣列可能在makeslice時建立，也可能之前就存在，而slice被"attach"上去，例如 s := a[0:5];

//**比較簡單


func makeslice(et *_type, len, cap int) slice 


if cap < len || uintptr(cap) > maxelements 


//分配陣列空間


p := mallocgc(et.size*uintptr(cap), et, true)


return slice


}
e.g.

s := make(int, 1, 3)


fmt.printf("%p, %v, len:%d, cap:%d", unsafe.pointer(&s[0]), s, len(s), cap(s))
輸出:

0xc42007c0a0, [0], len:1, cap:3
對於直接"attach"到陣列的情形，類似下面這樣

a := [10]int


fmt.printf("%p, %v \n", &a, a)


s1 := a[1:5:7]


fmt.printf("%p, %v, len:%d, cap:%d, self:%p \n", unsafe.pointer(&s1[0]), s1, len(s1), cap(s1), unsafe.pointer(&s1) )
輸出:

0xc42006e050, [0 1 2 3 4 5 6 7 8 9] 


0xc42006e058, [1 2 3 4], len:4, cap:6, self:0xc42006c140
根據兩個指標的關係，可以看出，slice直接指向了陣列中的元素

同理，slice2還可以通過另乙個slice1構造，但其屬性依賴slice1，並不是slice1底層的陣列

s2 := s1[2:]


fmt.printf("%p, %v, len:%d, cap:%d, self:%p \n", unsafe.pointer(&s2[0]), s2, len(s2), cap(s2), unsafe.pointer(&s2) )
輸出

修改slice中元素的值，實際上修改的是底層陣列元素的值

s2[0] = 100


fmt.println(a, s1, s2)
輸出

[0 1 2 100 4 5 6 7 8 9] [1 2 100 4] [100 4]
擴張

先上**

func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice 


return slice


}// 計算新的cap，針對不同情況分別處理


newcap := old.cap


doublecap := newcap + newcap


if cap > doublecap else else }}


var lenmem, newlenmem, capmem uintptr


const ptrsize = unsafe.sizeof((*byte)(nil))


switch et.size 


......


var p unsafe.pointer


if et.kind&kindnopointers != 0 else else }}


return slice


}
fmt.printf("%p, %v \n", unsafe.pointer(&s2[0]), s2)

fmt.println(a, s1, s2)

fmt.printf("len(s1)=%d, cap(s1)=%d, len(s2)=%d, cap(s2)=%d", len(s1), cap(s1), len(s2), cap(s2)) 輸出

[0 1 2 100 4 1000 6 7 8 9] [1 2 100 4] [100 4 1000]


len(s1)=4, cap(s1)=6, len(s2)=3, cap(s2)=4
fmt.printf("%p, %v \n", unsafe.pointer(&s2[0]), s2)

fmt.println(a, s1, s2)

fmt.printf("len(s1)=%d, cap(s1)=%d, len(s2)=%d, cap(s2)=%d", len(s1), cap(s1), len(s2), cap(s2)) 輸出

0xc420014280, [100 4 1000 1001 1002] 


[0 1 2 100 4 5 6 7 8 9] [1 2 100 4] [100 4 1000 1001 1002]


len(s1)=4, cap(s1)=6, len(s2)=5, cap(s2)=8
原陣列a，切片s1的屬性未受影響；但s2底層的陣列已發生變化，cap也是之前的2倍。

1、多個slice指向相同的底層陣列時，修改其中乙個slice，可能會影響其他slice的值；

2、slice作為引數傳遞時，比陣列更為高效，因為slice的結構比較小；

3、slice在擴張時，可能會發生底層陣列的變更及記憶體拷貝；

4、因為slice引用了陣列，這可能導致陣列空間不會被gc，當陣列空間很大，而slice引用內容很少時尤為嚴重；

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