Go语言数组和切片的区别详解

2023-05-14 08:05:23 数组 切片 详解

在 Go 语言中，数组和切片看起来很像，但其实它们又有很多的不同之处，这篇文章就来说说它们到底有哪些不同。

另外，这个问题在面试中也经常会被问到，属于入门级题目，看过文章之后，相信你会有一个很好的答案。

数组

数组是同一种数据类型元素的集合，数组在定义时需要指定长度和元素类型。

例如：[4]int 表示一个包含四个整数的数组，数组的大小是固定的。并且长度是其类型的一部分（[4]int 和 [5]int 是不同的、不兼容的类型）。

数组元素可以通过索引来访问，比如表达式 s[n] 表示访问第 n 个元素，索引从零开始。

声明以及初始化

func main() {
    var nums [3]int   // 声明并初始化为默认零值
    var nums1 = [4]int{1, 2, 3, 4}  // 声明同时初始化
    var nums2 = [...]int{1, 2, 3, 4, 5} // ...可以表示后面初始化值的长度
    fmt.Println(nums)    // [0 0 0]
    fmt.Println(nums1)   // [1 2 3 4]
    fmt.Println(nums2)   // [1 2 3 4 5]
}

函数参数

如果数组作为函数的参数，那么实际传递的是一份数组的拷贝，而不是数组的指针。这也就意味着，在函数中修改数组的元素是不会影响到原始数组的。

package main

import (
    "fmt"
)

func Add(numbers [5]int) {
    for i := 0; i < len(numbers); i++ {
        numbers[i] = numbers[i] + 1
    }
    fmt.Println("numbers in Add:", numbers) // [2 3 4 5 6]
}

func main() {
    // declare and initialize the array
    var numbers [5]int
    for i := 0; i < len(numbers); i++ {
        numbers[i] = i + 1
    }

    Add(numbers)
    fmt.Println("numbers in main:", numbers) // [1 2 3 4 5]
}

切片

数组的使用场景相对有限，切片才更加常用。

切片（Slice）是一个拥有相同类型元素的可变长度的序列。它是基于数组类型做的一层封装。它非常灵活，支持自动扩容。

切片是一种引用类型，它有三个属性：指针，长度和容量。

  • 指针：指向 slice 可以访问到的第一个元素。
  • 长度：slice 中元素个数。
  • 容量：slice 起始元素到底层数组最后一个元素间的元素个数。

底层源码定义如下：

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

声明以及初始化

func main() {
    var nums []int  // 声明切片
    fmt.Println(len(nums), cap(nums)) // 0 0
    nums = append(nums, 1)   // 初始化
    fmt.Println(len(nums), cap(nums)) // 1 1

    nums1 := []int{1,2,3,4}    // 声明并初始化
    fmt.Println(len(nums1), cap(nums1))    // 4 4

    nums2 := make([]int,3,5)   // 使用make()函数构造切片
    fmt.Println(len(nums2), cap(nums2))    // 3 5
}

函数参数

当切片作为函数参数时，和数组是不同的，如果一个函数接受一个切片参数，它对切片元素所做的更改将对调用者可见，类似于将指针传递给了底层数组。

package main

import (
    "fmt"
)

func Add(numbers []int) {
    for i := 0; i < len(numbers); i++ {
        numbers[i] = numbers[i] + 1
    }
    fmt.Println("numbers in Add:", numbers) // [2 3 4 5 6]
}

func main() {
    var numbers []int
    for i := 0; i < 5; i++ {
        numbers = append(numbers, i+1)
    }

    Add(numbers)

    fmt.Println("numbers in main:", numbers) // [2 3 4 5 6]
}

再看一下上面的例子，把参数由数组变成切片，Add 函数中的修改会影响到 main 函数。

总结

最后来总结一下，面试时也可以这么来回答：

  • 数组是一个长度固定的数据类型，其长度在定义时就已经确定，不能动态改变；切片是一个长度可变的数据类型，其长度在定义时可以为空，也可以指定一个初始长度。
  • 数组的内存空间是在定义时分配的，其大小是固定的；切片的内存空间是在运行时动态分配的，其大小是可变的。
  • 当数组作为函数参数时，函数操作的是数组的一个副本，不会影响原始数组；当切片作为函数参数时，函数操作的是切片的引用，会影响原始切片。
  • 切片还有容量的概念，它指的是分配的内存空间。

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参考文章：

  • https://go.dev/doc/effective_go#arrays
  • Https://go.dev/blog/slices-intro
  • https://levelup.gitconnected.com/go-programming-array-vs-slice-5902b7fdd436

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