Golang Slice 的底层实现

发布于 1周前 作者 yuanlaile 最后一次编辑是 5天前 来自 问答

Golang Slice 的底层实现

切片是基于数组实现的，它的底层是数组，它自己本身非常小，可以理解为对 底层数组的抽象。因为基于数组实现，所以它的底层的内存是连续分配的，效 率非常高，还可以通过索引获得数据。

切片本身并不是动态数组或者数组指针。它内部实现的数据结构通过指针引用 底层数组，设定相关属性将数据读写操作限定在指定的区域内。切片本身是一 个只读对象，其工作机制类似数组指针的一种封装。

切片对象非常小，是因为它是只有 3 个字段的数据结构： 指向底层数组的指针 切片的长度 切片的容量

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在Go语言中，Slice（切片）是一个非常重要的数据结构，它提供了一种灵活的方式来处理序列化的数据集合。Slice 的底层实现是基于数组的，但它比数组更加灵活，因为切片可以动态地增长和缩小。Slice 的结构实际上包含了三个主要部分：指向数组的指针、切片的长度（length），以及切片的容量（capacity）。

Slice 的底层结构

在Go的底层实现中，Slice 可以通过一个结构体来表示，但Go语言本身并不直接暴露这个结构体的定义。不过，我们可以这样理解它的结构：

type SliceHeader struct {
    Data uintptr // 指向数组的指针
    Len  int     // 切片的长度
    Cap  int     // 切片的容量
}

// 注意：这只是一个示例性的表示，实际的Slice并不是这样定义的

示例代码

虽然我们不能直接操作Slice的底层结构（因为SliceHeader不是标准库的一部分），但可以通过一些Go语言的特性来间接展示Slice的行为：

package main

import (
    "fmt"
)

func main() {
    // 创建一个切片
    s := make([]int, 0, 5) // 长度0，容量5

    // 添加元素
    s = append(s, 1, 2, 3)

    fmt.Println("Length:", len(s), "Capacity:", cap(s)) // 长度3，容量5

    // 扩容
    s = append(s, 4, 5, 6)

    fmt.Println("Length after append:", len(s), "Capacity after append:", cap(s)) // 可能长度6，容量变化（取决于运行时）

    // 切片操作
    subSlice := s[1:4] // 截取s中的一部分

    fmt.Println("SubSlice:", subSlice) // 输出：[2 3 4]

    // 修改子切片元素会影响原切片
    subSlice[1] = 99
    fmt.Println("Modified Original Slice:", s) // 输出：[1 99 4 5 6]，说明切片是引用传递
}

结论

Go的Slice是一个非常强大的数据结构，它提供了灵活的方式来处理集合数据，同时保持了对底层数组的引用，从而实现了高效的内存使用和数据操作。虽然我们不能直接操作Slice的底层SliceHeader结构，但了解其背后的原理对于编写高效、可维护的Go代码至关重要。

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