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#7.2 分片

7.2.1 概念

slice是对数组一个连续片段的引用（该数组我们称之为相关数组，通常是匿名的），所以slice是一个引用类型（因此更类似于C/C++中的数组类型，或者Python中的list类型）。这个片段可以是整个数组，或者是由起始和终止索引标识的一些项的子集。需要注意的是，终止索引标识的项不包括在slice内。Slice提供了一个相关数组的动态窗口。

Slice是可索引的，并且可以由len()方法获取长度。

给定项的slice索引可能比相关数组的相同元素的索引小。和数组不同的是，slice的长度可以在运行时修改，最小为0最大为相关数组的长度：slice是一个长度可变的数组。

slice提供了计算容量的方法cap()可以测量slice最长可以达到多少：它等于slice的长度 + 数组除slice之外的长度。如果s是一个slice，cap就是从s[0]到数组末尾的数组长度。slice的长度永远不会超过它的容量，所以对于slice s来说该不等式永远成立： 0 <= len(s) <= cap(s)

多个slice如果表示同一个数组的片段，它们可以共享数据；因此一个slice和相关数组的其他slice是共享存储的，相反，不同的数组总是代表不同的存储。数组实际上是slice的构建块。

优点： 因为slice是引用，所以它们不需要使用额外的内存并且比使用数组更有效率，所以在Go代码中slice比数组更常用。

声明slice的格式是： var identifier []type 不需要说明长度

一个slice在未初始化之前默认为nil，长度为0。

slice的初始化格式是： var slice1 []type = arr1[start:end]

这表示slice1是由数组arr1从start索引到end-1索引之间的元素构成的子集（切分数组，start:end被称为slice表达式）。所以slice1[0]就等于arr1[start]。这可以在arr1被填充前就定义好。

如果某个人写： var slice1 []type = arr1[:]那么slice1就等于完整的arr1数组（所以这种表示方式是arr1[0:len(arr1)]的一种缩写）。另外一种表述方式是：slice1 = &arr1。

arr1[2:]和arr1[2:len(arr1)]相同，都包含了数组从第二个到最后的所有元素。

arr1[:3]和arr1[0:3]相同，包含了从第一个到第三个元素（不包括第三个）。

如果你想去掉slice1的最后一个元素，只要 slice1 = slice1[:len(slice1)-1]

一个由数组第1，2,3个元素组成的分片可以这么生成： s := [3]int{1,2,3} 或者 s := [...]int{1,2,3}[:]甚至更简单的s := []int{1,2,3}。

s2 := s[:]是用slice组成的slice，拥有相同的元素，但是仍然指向相同的相关数组。

一个slice s可以这样扩展到它的大小上限：s = s[:cap(s)]，如果再扩大的话就会导致运行时错误（参见7.7）。

对于每一个slice（包括string），以下状态总是成立的：

s == s[:i] + s[i:] // i是一个整数且: 0 <= i <= len(s)
len(s) < cap(s)

Slice也可以用类似数组的方式初始化： var x = []int{2, 3, 5, 7, 11}。这样就创建了一个长度为5的数组并且创建了一个相关slice。

slice在内存中的组织方式实际上是一个有3个域的结构体：指向相关数组的指针，slice长度以及slice容量。下图给出了一个长度为2，容量为4的slice。

y[0] = 3且y[1] = 5。slice y[0:4]由元素3, 5， 7和11组成。

示例 7.7 array_slices.go

package main
import "fmt"

func main() {
	var arr1 [6]int
	var slice1 []int = arr1[2:5] // item at index 5 not included!

	// load the array with integers: 0,1,2,3,4,5
	for i := 0; i < len(arr1); i++ {
		arr1[i] = i
	}

	// print the slice
	for i := 0; i < len(slice1); i++ {
		fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i])
	}

	fmt.Printf("The length of arr1 is %d\n", len(arr1))
	fmt.Printf("The length of slice1 is %d\n", len(slice1))
	fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1))

	// grow the slice
	slice1 = slice1[0:4]
	for i := 0; i < len(slice1); i++ {
		fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i])
	}
	fmt.Printf("The length of slice1 is %d\n", len(slice1))
	fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1))

	// grow the slice beyond capacity
	//slice1 = slice1[0:7 ] // panic: runtime error: slice bound out of range
}

输出： Slice at 0 is 2 Slice at 1 is 3 Slice at 2 is 4 The length of arr1 is 6 The length of slice1 is 3 The capacity of slice1 is 4 Slice at 0 is 2 Slice at 1 is 3 Slice at 2 is 4 Slice at 3 is 5 The length of slice1 is 4 The capacity of slice1 is 4

如果s2是一个slice，你可以将s2向后移动一位s2 = s2[1:]，但是末尾没有移动。slice只能向后移动，s2 = s2[-1:]会导致编译错误。slice不能被重新分片以获取数组的前一个元素。

注意绝对不要用指针指向slice。slice本身已经是一个引用类型，所以它本身就是一个指针!!

问题7.2： 给定slice b:= []byte{'g', 'o', 'l', 'a', 'n', 'g'}，那么b[1:4]，b[:2]，b[2:]和b[:]分别是什么？

7.2.2 将slice传递给函数

如果你有一个函数需要对数组做操作，你可能总是需要把参数声明为slice。当你调用该函数时，把数组分片，创建为一个slice引用并传递给该函数。这里有一个计算数组元素和的方法:

func sum(a []int) int {
	s := 0
	for i := 0; i < len(a); i++ {
		s += a[i]
	}
	return s
}

func main {
	var arr = [5]int{0, 1, 2, 3, 4}
	sum(arr[:])
}

7.2.3 用make()创建一个slice

当相关数组还没有定义时，我们可以使用make()方法来创建一个slice同时创建好相关数组： var slice1 []type = make([]type, len)

也可以简写为 slice1 := make([]type, len)，这里len是数组的长度并且也是slice的初始长度。

所以定义s2 := make([]int, 10)，那么cap(s2) == len(s2) == 10

make接受2个参数：元素的类型以及slice的元素个数。

如果你想创建一个slice1，它不占用整个数组，而只是占用以len为个数个项，那么只要： slice1 := make([]type, len, cap)

make的使用方式是： func make([]T, len, cap) 其中cap是可选参数。

所以下面两种方法可以生成相同的slice:

make([]int, 50, 100)
new([100]int)[0:50]

下图描述了使用make方法生成的slice的内存结构：

示例 7.8 make_slice.go

package main
import "fmt"

func main() {
	var slice1 []int = make([]int, 10)
	// load the array/slice:
	for i := 0; i < len(slice1); i++ {
		slice1[i] = 5 * i
	}

	// print the slice:
	for i := 0; i < len(slice1); i++ {
		fmt.Printf("Slice at %d is %d\n", i, slice1[i])
	}
	fmt.Printf("\nThe length of slice1 is %d\n", len(slice1))
	fmt.Printf("The capacity of slice1 is %d\n", cap(slice1))
}

输出结构： Slice at 0 is 0 Slice at 1 is 5 Slice at 2 is 10 Slice at 3 is 15 Slice at 4 is 20 Slice at 5 is 25 Slice at 6 is 30 Slice at 7 is 35 Slice at 8 is 40 Slice at 9 is 45 The length of slice1 is 10 The capacity of slice1 is 10

因为字符串是纯粹不可变的字节数组，它们也可以被切分成slice。

练习 7.4： fobinacci_funcarray.go: 为练习7.3写一个新的版本，主函数调用一个使用序列个数作为参数的函数，该函数返回一个大小为序列个数的Fibonacci slice。

7.2.4 new()和make()的区别

看起来二者没有什么区别，都在堆上分配内存，但是它们的行为不同，适用于不同的类型。

new(T)为每个新的类型T分配一片内存，初始化为0并且返回内存地址，类型*T：这种方法返回一个指向类型为T，值为0的地址的指针，它适用于值类型如数组和结构体（参见第十章）；它相当于&T{}

make(T)返回一个类型为T的初始值，它只适用于3种内建的引用类型：slice, map和channel（参见第8章，第13章）

换言之，new方法分配内存，make方法初始化；下图给出了区别：

在图7.3的第一幅图中：

var p *[]int = new([]int) // *p == nil; with len and cap 0
p := new([]int)

在第二幅图中， p := make([]int, 0) ，slice已经被初始化，但是指向一个空的数组。

这两种方式实用性都不高，下面的方法：

var v []int = make([]int, 10, 50)

或者

v := make([]int, 10, 50)

这样分配一个有50个int值的数组，并且创建了一个长度为10，容量为50的slice v，该slice指向数组的前10个元素。

问题 7.3：给定s := make([]byte, 5)，len(s)和cap(s)分别是多少？s = s[2:4]，len(s)和cap(s)又分别是多少？ 问题 7.4：假设s1 := []byte{'p', 'o', 'e', 'm'}且s2 := d[2:]，s2的值是多少？如果我们执行s2[1] == 't'，s1和s2现在的值又分配是多少？

7.2.5 多维slice

和数组一样，slice通常也是一维的，但是也可以由一维组合成高维。通过分片的分片（或者slice的数组），长度可以任意动态变化，所以Go语言的多维slice可以任意切分。而且，内层的slice必须单独分配（通过make方法）

7.2.6 bytes包

bytes的slice十分常见，Go语言有一个bytes包专门用来解决这种类型的操作方法。

bytes包和字符串包十分类似（参见4.7）。而且它还包含一个十分有用的类型Buffer:

import "bytes"
type Buffer struct {
	...
}

这是一个bytes的定长buffer，提供Read和Write方法，因为读写不知道长度的bytes最好使用buffer。

Buffer可以这样定义： var buffer bytes.Buffer

或者new出一个指针： var r *bytes.Buffer = new(bytes.Buffer)

或者通过函数： func NewBuffer(buf []byte) *Buffer，这就用创建了一个Buffer对象并且用buf初始化好了；NewBuffer最好用在从buf读取的时候使用。

通过buffer串联字符串：类似于Java的StringBuilder类。

创建一个Buffer，通过buffer.WriteString(s)方法将每个string s追加到后面，最后再通过buffer.String()方法转换为string，下面是代码段：

var buffer bytes.Buffer
for {
	if s, ok := getNextString(); ok { //method getNextString() not shown here
		buffer.WriteString(s)
	} else {
		break
	}
}
fmt.Print(buffer.String(), "\n")

这种实现方式比使用+=要更节省内存和CPU，尤其是要串联的字符串数目特别多的时候。

练习：

练习 7.5： 给定slice sl，将a []byte数组追加到sl后面。写一个函数Append(slice, data []byte) []byte，该函数在sl不能存储更多数据的时候自动扩容。 练习 7.6： 把一个缓存buf分片成两个slice：第一个是前n个bytes，后一个是剩余的，用一行代码实现。

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