Go语言中底层数组和切片的关系以及数组扩容规则

Go语言中底层数组和切片的关系以及数组扩容规则

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package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	// 声明一个底层数组，长度为10，容量为10
	arr := []int {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
	fmt.Printf("[%T]len(arr)=%d,cap(arr)=%d \n",arr,len(arr),cap(arr))
	// 声明两个切片，分别取底层数组的[1,4],[7:]
	s1 := arr[1:4]
	fmt.Printf("[%T]len(s1)=%d,cap(s1)=%d \n",s1,len(s1),cap(s1))
	s2 := arr[7:]
	fmt.Printf("[%T]len(s2)=%d,cap(s2)=%d \n",s2,len(s2),cap(s2))
	// 数组越界指的是超出数组长度,例如下面报：panic: runtime error: index out of range [3] with length 3
	//fmt.Println(s1[3])
	// s1可以添加元素，添加后s1长度变大，容量不变，同时底层数组被修改
	s1 = append(s1, 20)
	fmt.Printf("[%T]len(s1)=%d,cap(s1)=%d \n",s1,len(s1),cap(s1))
	fmt.Println(arr)
	// s2如果需要添加元素，因为容量不够，需要进行扩容，开辟新数组，将原来的7,8,9拷贝过来，再添加一个20，长度为4，容量为6
	s2 = append(s2,20)
	fmt.Printf("[%T]len(s2)=%d,cap(s2)=%d \n",s2,len(s2),cap(s2))
	// 此时修改s2的数组，底层数组arr不再受影响
	s2[1] = 10
	fmt.Println(arr)

	// 容量为什么为6？涉及到数组的扩容规则，举个例子如下：
	ints := []int{1,2} // 原容量oldCap =2
	ints = append(ints,3,4,5) // 预估容量cap = 5
	/*
	 if oldCap * 2 < cap {
		newCap = cap
	} else {
		if oldLen < 1024 {
			newCap = oldCap *2
		}else if oldLen >= 1024 {
			newCap = oldCap *1.25
		}
	}
	*/
	// 上面例子中newCap = 5,int数组所占字节为5*8 = 40，但go语言向内存管理模块向操作系统申请的内存容量却没有40大小的，只有48符合，于是newCap = 48/8 = 6
	// go语言内存管理模块是16bytes叠加的，8，16，32，48，64，80，96
	// 参考博客：https://www.cnblogs.com/ldaniel/p/8502867.html?utm_source=debugrun&utm_medium=referral
	fmt.Printf("[%T]len(ints)=%d,cap(ints)=%d \n",ints,len(ints),cap(ints))
	// 例子验证第二种情况
	ints2 := []int{1,2}
	ints2 = append(ints2,3)
	// 此时oldCap * 2 > cap ,满足第二种情况，newCap = 4
	fmt.Printf("[%T]len(ints2)=%d,cap(ints2)=%d \n",ints2,len(ints2),cap(ints2))
}

打印输出参考

[[]int]len(arr)=10,cap(arr)=10
[[]int]len(s1)=3,cap(s1)=9
[[]int]len(s2)=3,cap(s2)=3
[[]int]len(s1)=4,cap(s1)=9
[0 1 2 3 20 5 6 7 8 9]
[[]int]len(s2)=4,cap(s2)=6
[0 1 2 3 20 5 6 7 8 9]
[[]int]len(ints)=5,cap(ints)=6
[[]int]len(ints2)=3,cap(ints2)=4 

Process finished with exit code 0