深入剖析Go语言中数组和切片的区别

目录

• 1. 数组的定义和特性
• 1.1 数组的定义
• 1.2 数组的特性
• 2. 切片的定义和特性
• 2.1 切片的定义
• 2.2 切片的特性
• 3. 数组和切片的内存布局
• 3.1 数组的内存布局
• 3.2 切片的内存布局
• 4. 数组和切片的长度和容量
• 4.1 数组的长度和容量
• 4.2 切片的长度和容量
• 5. 数组和切片的初始化
• 5.1 数组的初始化
• 5.2 切片的初始化
• 6. 数组和切片的操作
• 6.1 访问元素
• 6.2 修改元素
• 6.3 添加元素
• 6.4 删除元素
• 7. 总结

在 Go 语言中，数组和切片是两个常用的数据结构。它们都可以用于存储一组相同类型的元素，但在底层实现和使用方式上存在一些重要的区别。本文将深入探讨 Go 语言数组和切片的区别，包括它们的定义、内存布局、长度和容量、初始化和操作等方面。通过全面了解这两种数据结构的特性，能够更好地在实际开发中选择和使用合适的数据结构，提高代码的效率和可维护性。

1. 数组的定义和特性

1.1 数组的定义

数组是一种固定长度的数据结构，用于存储具有相同类型的元素。在 Go 语言中，数组的定义形式为：

 var arrayName [length]elementType

其中，arrayName 是数组的名称，length 是数组的长度，elementType 是数组元素的类型。例如，下面是一个包含 5 个整数的数组的定义：

 var numbers [5]int

1.2 数组的特性

• 数组的长度在定义后是不可更改的，因此它是一个固定大小的容器。
• 数组的内存布局是连续的，元素按照其定义的顺序依次存储。
• 可以通过索引访问和修改数开发者_C入门组中的元素。

2. 切片的定义和特性

2.1 切片的定义

切片是一个可变长度的序列，它是基于数组的抽象。在 Go 语言中，切片的定义形式为：

 var sliceName []elementType

其中，sliceName 是切片的名称，elementType 是切片元素的类型。切片没有固定的长度，可以根据需要动态增加或减少。切片底层依赖数组，但与数组相比，切片提供了更灵活和方便的操作方法。

2.2 切片的特性

• 切片的长度表示切片当前包含的元素个数。
• 切片的容量表示切片底层数组的大小，即切片可以访问的元素个数。
• 切片的内存布局包含了一个指向底层数组的指针、长度和容量信息。
• 可以通过索引访问和修改切片中的元素。
• 切片提供了方便的android添加和删除元素的方法。

3. 数组和切片的内存布局

3.1 数组的内存布局

数组是一段连续的内存块，元素依次排列在内存中。例如，对于一个包含 5 个整数的数组，它们在内存中的布局是这样的：

在内存中，数组的元素按照其定义的顺序依次存储，每个元素占据相同大小的内存空间。数组是一个由固定长度的特定类型元素组成的序列，一个数组可以由零个或多个元素组成。数组的长度是数组类型的组成部分。因为数组的长度是数组类型的组成部分，不同长度或不同类型的数据组成的数组都是不同的类型。例如：[5]int 和 [6]int 是不同类型的数组，[5]string 和 [5]int 也是不同类型的数组。

3.2 切片的内存布局

简单地说，切片（slice）就是一种简化版的动态数组。因为动态数组的长度不固定，所以切片的长度自然也就不能是类型的组成部分了。数组虽然有适用的地方，但是数组的类型和操作都不够灵活，因此在 Go 代码中数组使用的并不是很多，而切片则使用的相当广泛。

我们看看切片的结构定义，即 reflect.SliceHeader：

 type SliceHeader struce {
     Data uintptr
     Len int
     Cap int
 }

切片是一种引用类型，它有三个属性：

• 指针（Pointer）：指向底层数组的起始位置的指针。
• 长度（Length）：切片当前包含的元素个数。
• 容量（Capacity）：切片底层数组的大小，即切片可以访问的元素个数。

通过这些信息，切片可以动态调整自己的长度，并访问底层数组中的元素。需要注意的是，切片的容量可以大于长度，表示切片中剩余的可用空间。

下图展示了对于一个包含 5 个整数的切片，它们在内存中的布局是这样的：

4. 数组和切片的长度和容量

4.1 数组的长度和容量

数组的长度在定义时就确定了，无法更改。我们可以使用内置的 len 函数获取数组的长度。例如：

 var numbers [5]int
 lengthjs := len(numbers)
 fmt.Println(length) // 输出：5

由于数组的长度是固定的，所以它没有容量的概念。每个数组都有确切的大小，无法在运行时动态改变。

4.2 切片的长度和容量

切片具有动态调整长度的能力。在创建切片时，可以指定切片的长度和容量，也可以根据已有的数组或切片创建切片。

切片的长度表示切片当前包含的元素个数，可以通过内置的 len 函数获取。切片的容量表示切片底层数组的大小，可以通过内置的 cap 函数获取。

www.devze.com

 array := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
 slice := array[1:3] // 创建一个切片，包含数组中索引为1和2的元素
 length := len(slice)
 capacity := cap(slice)
 fmt.Println(length)   // 输出：2
 fmt.Println(capacity) // 输出：4

在上面的例子中，切片 slice 的长度为2，因为它包含了数组中索引为1和2的两个元素。切片的容量为4，因为它底层数组的大小为5，从索引1开始的剩余空间为4。

当切片的长度超过容量时，切片会自动扩容以适应新的元素。这是由 Go 语言的运行时系统自动处理的，开发者无需手动管理内存。当切片扩容时，系统会创建一个新的更大的底层数组，并将旧数组中的元素复制到新数组中。

5. 数组和切片的初始化

5.1 数组的初始化

数组的初始化可以通过以下几种方式进行：

使用数组字面量（Array Literal）初始化数组的每个元素。

 var numbers = [5]int{1, 2, 3, 4, 5}

根据索引初始化数组的特定元素。

 var numbers [5]int
 numbers[0] = 1
 numbers[1] = 2

5.2 切片的初始化

切片的初始化可以通过以下几种方式进行：

使用切片字面量（Slice Literal）初始化切片。

 slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}

基于已有的数组或切片创建切片。

 array := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
 slice := array[1:3] // 创建一个切片，包含数组中索引为1和2的元素

使用内置的 make 函数创建指定长度和容量的切片。

 slice := make([]int, 5)       // 创建一个长度为5的切片，初始值为0
 slice := make([]int, 5, 10)   // 创建一个长度为5、容量为10的切片

6. 数组和切片的操作

6.1 访问元素

数组和切片都可以通过索引来访问其中的元素。索引从0开始，范围是0到长度减1。以下是访问数组和切片元素的示例：

 numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
 fmt.Println(numbers[0]) // 输出：1
 ​
 slice := numbers[1:3]
 fmt.Println(slice[1]) // 输出：3

6.2 修改元素

数组和切片的元素都可以被修改。通过索引将新值赋给相应的元素即可。以下是修改数组和切片元素的示例：

 numbers := [5]int{1, 2, 3, 4, 5}
 numbers[2] = 10javascript // 修改数组中索引为2的元素为10
 fmt.Println(numbers) // 输出：[1 2 10 4 5]
 ​
 slice := numbers[1:3]
 slice[0] = 20 // 修改切片中索引为0的元素为20
 fmt.Println(numbers) // 输出：[1 20 10 4 5]

6.3 添加元素

由于数组的长度是固定的，无法直接添加新元素。但可以通过创建一个新的更大的数组，并将旧数组中的元素复制到新数组来实现类似添加元素的效果。

切片则提供了更便捷的方法来添加元素。使用内置的 append 函数可以向切片末尾添加一个或多个元素。append 函数会自动处理切片的扩容和元素的复制。以下是向切片添加元素的示例：

 slice := []int{1, 2, 3}
 slice = append(slice, 4) // 向切片末尾添加元素4
 fmt.Println(slice) // 输出：[1 2 3 4]
 ​
 slice = append(slice, 5, 6, 7) // 向切片末尾添加多个元素
 fmt.Println(slice) // 输出：[1 2 3 4 5 6 7]

6.4 删除元素

数组无法直接删除元素，但可以通过重新赋值的方式间接删除元素。切片则提供了更方便的方法来删除元素。

使用切片的切片操作可以删除指定位置的元素。以下是删除切片中指定元素的示例：

 slice := []int{1, 2, 3, 4, 5}
 slice = append(slice[:2], slice[3:]...) // 删除切片中索引为2的元素
 fmt.Println(slice) // 输出：[1 2 4 5]

通过将索引为2之前的元素和索引为2之后的元素重新拼接在一起，即可删除索引为2的元素。

7. 总结

通过本文的讲解，我们深入理解了 Go 语言数组和切片的区别。数组是固定长度的数据结构，长度不可更改，而切片是可变长度的序列，基于数组的抽象。数组的内存布局是连续的，而切片包含了指向底层数组的指针、长度和容量信息。数组的操作受限，无法直接添加或删除元素，而切片提供了方便的添加和删除元素js的方法。切片的扩容由运行时系统自动处理，无需手动管理内存。

通过深入理解数组和切片的区别，我们能够更好地选择和使用合适的数据结构，提高代码的效率和可维护性。同时，我们也掌握了数组和切片的初始化、访问、修改、添加和删除等基本操作。

到此这篇关于深入剖析Go语言中数组和切片的区别的文章就介绍到这了,更多相关Go语言数组 切片内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！