秒懂 Go 数组和切片的内部实现原理

很多人对 Go 语言的 array 和 slice 傻傻分不清楚，今天我们就从底层出发，来聊聊它俩到底有什么区别。

数组

几乎所有计算机语言，数组的实现都是相似的：一段连续的内存，Go 语言也一样，Go 语言的数组底层实现就是一段连续的内存空间。每个元素有唯一一个索引(或者叫下标)来访问。如下图所示，下图是[5]int{1:10, 2:20}数组的内部实现逻辑图：

由于内存连续，CPU 很容易计算索引(即数组的下标)，可以快速迭代数组里的所有元素。

Go 语言的数组不同于 C 语言或者其他语言的数组，C 语言的数组变量是指向数组第一个元素的指针；而 Go 语言的数组是一个值，Go 语言中的数组是值类型，一个数组变量就表示着整个数组，意味着 Go 语言的数组在传递的时候，传递的是原数组的拷贝。你可以理解为 Go 语言的数组是一种有序的 struct

slice

切片是一个很小的对象，是对数组进行了抽象，并提供相关的操作方法。切片有三个属性字段：长度、容量和指向数组的指针。

上图中，ptr 指的是指向 array 的 pointer，len 是指切片的长度, cap 指的是切片的容量。现在，我想你对数组和切片有了一个本质的认识。

切片有多种声明方式，每种初始化方式对应的逻辑图是怎样的呢？

1）对于 s := make([]byte, 5)和 s := []byte{…}的方式

2）对于 s = s[2:4]的方式

3）对于 nil 的切片即 var s []byte 对应的逻辑图

在此有一个说明：nil 切片和空切片是不太一样的，空切片即 s := make([]byte, 0)或者 s := []byte{}出来的切片

空切片的逻辑图为：

空切片指针不为 nil，而 nil 切片指针为 nil。但是，不管是空切片还是 nil 切片，对其调用内置函数 append()、len 和 cap 的效果都是一样的，感受不到任何区别。

扩容

slice 这种数据结构便于使用和管理数据集合，可以理解为是一种“动态数组”，slice 也是围绕动态数组的概念来构建的。既然是动态数组，那么 slice 是如何扩容的呢？

请记住以下两条规则：

1）如果切片的容量小于 1024 个元素，那么扩容的时候 slice 的 cap 就翻番，乘以 2；一旦元素个数超过 1024 个元素，增长因子就变成 1.25，即每次增加原来容量的四分之一。

2）如果扩容之后，还没有触及原数组的容量，那么，切片中的指针指向的位置，就还是原数组，如果扩容之后，超过了原数组的容量，那么，Go 就会开辟一块新的内存，把原来的值拷贝过来，这种情况丝毫不会影响到原数组。

知道了一下规则，请看下面程序,试问输出结果：

 1import ( 2    "fmt" 3) 4func main(){ 5    array := [4]int{10, 20, 30, 40} 6    slice := array[0:2] 7    newSlice := append(append(append(slice, 50), 100), 150) 8    newSlice[1] += 1 9    fmt.Println(slice)10}

输出：

[10 20]

答对了吗？

作者介绍：

作者沙加（企业代号名），目前负责贝壳找房运维开发方向的相关工作。

本文转载自公众号贝壳产品技术（ID：gh_9afeb423f390）。

原文链接：

https://mp.weixin.qq.com/s/r6Z7Zk-OHirmGRXXwNQbYw