Arrays, slices (and strings): The mechanics of 'append'

[wisecsj]

Go blog里的文章：https://blog.golang.org/slices

下面是部分翻译（实际上更是笔记吧...）

[wisecsj]

Arrays, slices (and strings): The mechanics of 'append'

Introduction

编程语言中最为广泛的一个概念就是array。Arrays似乎看起来很简单，但当将它加入到一门语言中时却会有诸多问题：

• 固定大小还是可变大小
• size是否是type的一个属性
• 多维数组如何实现
• 空数组的意义

.......

Arrays

数组是GO语言中一个非常重要的组成部分，但是像建筑的基础一样会被可见的其他组件所掩盖。所以在讨论更强大的slice之前，我们得先简短的介绍下array。

......

数组有它自己的作用——比如，它们是变换矩阵的很好的表示——但是在GO语言中，它们最主要的作用为slice维护数据存储

Slices: The slice header

切片是描述某数组（与切片变量本身分开存储）一个连续部分的数据结构。一个切片不是数组，它描述了数组的一部分。

对某数组进行切片得到slice：
slice := buffer[100:150]
可简单认为slice内部的数据结构长这样：

type sliceHeader struct {
    Length        int
    ZerothElement *byte
}

slice := sliceHeader{
    Length:        50,
    ZerothElement: &buffer[100],
}

对slice进行slice

slice2 := slice[5:10] 新生成的slice2内部指向的底层数组与原来的slice指向的是同一个

reslice

对某个slice进行切片，并把结果赋值给它本身

Passing slices to functions

记住在GO里，Slice是一个结构体（数据结构）,所以传参时，如果你需要改变实参，那么你得传 *Slice

Capacity

type sliceHeader struct {
    Length        int
    Capacity      int
    ZerothElement *byte
}

Capacity字段记录了所引用数组的大小：它意味着Length所能达到的最大值

Make

我们能不能往Slice里不断添加元素，甚至超过它的capacity呢？并不能，但你可以曲线救国。通过在内存分配一个更大容量的数组，然后把原切片的数据复制过去，最后修改SliceHeader数据结构里对应的字段即可。

一种方案是自己new一个数组，然后手动对它创建切片。但使用make更简单，它会自动帮我们完成这两步，all at once。

示例代码：

    slice := make([]int, 10, 15)
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d\n", len(slice), cap(slice))
    newSlice := make([]int, len(slice), 2*cap(slice))
    for i := range slice {
        newSlice[i] = slice[i]
    }
    slice = newSlice
    fmt.Printf("len: %d, cap: %d\n", len(slice), cap(slice))

对于make slice的shorthand形式：
gophers := make([]Gopher, 10) gophers的length和capacity都为10

Copy

在之前，我们double了切片的capacity，然后手动写了个循环逐一把数据复制到新的切片。Go里提供了一个内置函数 copy来帮我们完成这些操作,返回复制元素的个数

    newSlice := make([]int, len(slice), 2*cap(slice))
    copy(newSlice, slice)

并且，copy在两个切片参数重叠时也能正确工作.下面的代码展示了如何使用Copy在一个切片中间插入新的元素：

// Insert inserts the value into the slice at the specified index,
// which must be in range.
// The slice must have room for the new element.
func Insert(slice []int, index, value int) []int {
    // Grow the slice by one element.
    slice = slice[0 : len(slice)+1]
    // Use copy to move the upper part of the slice out of the way and open a hole.
    copy(slice[index+1:], slice[index:])
    // Store the new value.
    slice[index] = value
    // Return the result.
    return slice
}

Append: An example

之前我们自己写了个Extend函数用来对Slice进行单个元素的添加，那是有bug的，因为当超出slice capacity的时候会报错。现在我们尝试修复那个bug，利用copy和make：

func Extend(slice []int, element int) []int {
    n := len(slice)
    if n == cap(slice) {
        // Slice is full; must grow.
        // We double its size and add 1, so if the size is zero we still grow.
        newSlice := make([]int, len(slice), 2*len(slice)+1)
        copy(newSlice, slice)
        slice = newSlice
    }
    slice = slice[0 : n+1]
    slice[n] = element
    return slice
}

当发现容量不够时，直接分配一个新的更大的数组，然后利用copy进行切片复制。

Append 也可以用于添加切片，使用...记号，append(slice,slice2...)。

Append: The built-in function

之前的Append是我们自己实现的一个例子，接下来要讲的是GO内置的append函数。它不仅仅适用于特定的某一切片类型。

GO的一个缺点是所有的泛型操作都需要通过运行时提供。将来某天，这一点可能会改变吧。

Nil

当我们声明一个切片时: var s []int ,等同于 s := []int(nil) 。切片的内部数据结构如下：
sliceHeader{ Length: 0, Capacity: 0, ZerothElement: nil, }

因为它指向的数组指针是nil，所以不能向一个nil切片添加元素