Go-Slice

要点

一个区间：[low:high]

两个概念：length, capability

三个函数：make(), append(), copy()

概念

Array是在声明的时候都确定了长度，之后不可更改。Slice和数组类似，也是表示一个有序元素，但这个序列的长度可变。

在Go中，Slice序列中各元素的数据类型必须一致，因为在声明slice的时候即要指定类型。

可以在Python中找到Slice，和Go的Slice基本上是一致的语义和用法。Slice中文通常被译为切片，大抵是因为可以从一个序列中存取指定的某一部分。下面是Collins词典中对于slice的解释，有助于了解该词的含义：

N-COUNT (指食物切下的)片，薄片 A slice of bread, meat, fruit, or other food is a thin piece that has been cut from a larger piece. 语法信息

VERB 将…切成薄片 If you slice bread, meat, fruit, or other food, you cut it into thin pieces.

在第一次接触Python的slice的时候，对于这个slice或切片，觉得很是怪异，因为在C/C++、Java中还没有对应的术语。——虽然substr()的功用和slice有些相似，但显然slice的用法更加简洁和灵活，更显脚本语言的本色。

以上都是废话，下面给出示例。

声明&赋值

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
values[0]=1
values[1]=2
values[2]=3
values[3]=4
values[4]=5

D:\examples>
*/
func main() {
var values []int // (1)

values = make([]int, 5) // (2)
for i, _ := range values {
values[i] = i + 1
}

for i, item := range values {
fmt.Printf("values[%d]=%d\n", i, item)
}
}

要点：

(1)声明：和数组类似，但是不用指定长度。在这个时候，slice的长度为0，所以还不直接放数据。

(2)分配存储空间：调用内置make()函数为slice分配存储空间。

接下来的存取则和普通的数组语法一致。

可以看到，slice和数组非常类似的，即内部存储是有序的数组形式，访问也是索引方式，仅仅在于其动态长度特性。如此，slice又和C++ STL的vector类似，不用指定长度。vector可以声明最大capability，可以动态改变长度。此为，slice和Java的ArrayList也是类似的。所以，通俗的讲，slice也可看做列表。——Go有一个list package，后面会提到。

用Array给slice赋值

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
the_slice[0]=3
the_slice[1]=4
the_slice[2]=5

D:\examples>
*/
func main() {
the_array := [5]int {1, 2, 3, 4, 5}
the_slice := the_array[2:5]

for i, item := range the_slice {
fmt.Printf("the_slice[%d]=%d\n", i, item)
}
}

要点：

- 直接用[low:high]这种方式定义一个slice

- 这里的[low:high]，用数学集合的方式来讲，就是[low, high)，即左闭右开。

- 这种创建slice的方式，不需要make()函数。

[low:high]

Go的[low:high]和Python的语法一致。要点：

- [:]等价于[0:len(array)]

- [:n]等价于[0:n]

- [n:]等价于[n:len(array)]

注：别挑战low小于0或high大于len(array)的这种异常。

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
[:] elements:
the_slice[0]=1
the_slice[1]=2
the_slice[2]=3
the_slice[3]=4
the_slice[4]=5
[2:] elements:
the_slice[0]=3
the_slice[1]=4
the_slice[2]=5
[:4] elements:
the_slice[0]=1
the_slice[1]=2
the_slice[2]=3
the_slice[3]=4
[:4] elements:
the_slice[0]=1
the_slice[1]=2
the_slice[2]=3
the_slice[3]=4
[1:4] elements:
the_slice[0]=2
the_slice[1]=3
the_slice[2]=4
panic: runtime error: slice bounds out of range

goroutine 1 [running]:
panic(0x49cba0, 0xc04200a040)
C:/Go/src/runtime/panic.go:500 +0x1af
main.main()
D:/examples/helloworld.go:29 +0x191
exit status 2

D:\examples>
*/
func main() {
the_array := [5]int {1, 2, 3, 4, 5}
the_slice := the_array[:]

debug_slice(the_slice, "[:] elements:")
debug_slice(the_array[2:], "[2:] elements:")
debug_slice(the_array[:4], "[:4] elements:")
debug_slice(the_array[:4], "[:4] elements:")
debug_slice(the_array[1:4], "[1:4] elements:")

// invalid slice index -1 (index must be non-negative)
//debug_slice(the_array[-1:40], "[-1:40] elements:")

//invalid slice index 40 (out of bounds for 5-element array)
//debug_slice(the_array[0:40], "[:40] elements:")

//Runtime Error
the_slice2 := make([]int, 5)
debug_slice(the_slice2[0:40], "[:40] elements:")
}

func debug_slice(the_slice []int, msg string) {
fmt.Println(msg)
for i, item := range the_slice {
fmt.Printf("the_slice[%d]=%d\n", i, item)
}
}

length & capability

先给出示例代码：

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
default values of slice:
the_slice[0]=0
the_slice[1]=0
the_slice[2]=0
the_slice[3]=0
the_slice[4]=0

D:\examples>
*/
func main() {
var the_slice []int;

the_slice = make([]int, 5, 10)

debug_slice(the_slice, "default values of slice:")
}

func debug_slice(the_slice []int, msg string) {
fmt.Println(msg)
for i, item := range the_slice {
fmt.Printf("the_slice[%d]=%d\n", i, item)
}
}

在make()的时候，5表示长度为5个元素，此即length的概念；10表示整个容器的长度，即capability的概念。在这里，slice可以放10个元素，但目前只放了5个元素。make()的时候会自动初始化这5个元素为缺省值(???)。

在 <> Ch4 Composite Types, P88 有如下的描述：

make([]T, len)
make([]T, len, capability) // same as make([]T capability)[:len]

也就是说， 对于第一种情形，make直接创建长度为len的数组，并返回这个数组的元素。对于第二种情形，make会创建长度为capability的数组，但仅仅返回前面的len个元素。显然，返回的slice的长度就是len。

因为slice是依存于数组数据结构而存在，虽然第二种情形下slice的长度为len，但在添加新的元素的时候，只要不超过capability，就无须动态创建新的数组，而直接把要添加的元素放在slice已有元素的后面。

slice的length和capability的概念，和C++ STL vector对应的含义是一致的。——python的slice/list貌似没用这个概念。。。不确定。。。

当capability不至于放新的原始的时候，slice对象就会重新创建一个数组，并把原来的数据拷贝到新的数组里。

可以认为，capability对于功能无影响，但对于程序的性能会有影响。如果设置不当，会因为频繁的数据拷贝而降低性能。

TODO: 暂不清楚Go是否有OO的ctor的概念，如果有的话，用slice存放OO对象+ctor打印，会比较好的说明capability的作用。

对于以上解读，再给出一个例子：

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
default value of slice:
the_slice[0]=0
the_slice[1]=0
the_slice[2]=0
slice:
the_slice[0]=1
the_slice[1]=2
the_slice[2]=3
the_slice[3]=4
the_slice[4]=5
the_slice[5]=6

D:\examples>
*/
func main() {
the_array := [6]int {1,2,3,4,5,6}
the_slice := make([]int, 3, 5)

debug_slice(the_slice, "default value of slice:")

the_slice = the_array[:]
debug_slice(the_slice, "slice:")
}

func debug_slice(the_slice []int, msg string) {
fmt.Println(msg)
for i, item := range the_slice {
fmt.Printf("the_slice[%d]=%d\n", i, item)
}
}

append

append()函数是在slice后面添加元素。同前面对capability的描述，append()的时候可能涉及到数组的动态创建。

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
slice1: 1       2       3
slice2: 1       2       3       4       5
slice1: 1       2       3       4       5       6
slice2: 1       2       3       4       5

D:\examples>
*/
func main() {
the_slice1 := []int {1,2,3}
the_slice2 := append(the_slice1, 4, 5)

debug_slice(the_slice1, "slice1:")
debug_slice(the_slice2, "slice2:")

the_slice1 = append(the_slice1, 4, 5, 6)
debug_slice(the_slice1, "slice1:")
debug_slice(the_slice2, "slice2:")

//the_slice1.append undefined (type []int has no field or method append)
//the_slice1.append(7)
}

func debug_slice(the_slice []int, msg string) {
fmt.Print(msg, "\t")
for _, item := range the_slice {
fmt.Print(item, "\t")
}
fmt.Println()
}

不清楚，为什么不支持.append()这种语法，而是append(slice, elements …)。

copy

copy()函数是把一个slice的“所有”元素拷贝到另外一个slice中。——是拷贝，而不是追加(append)。需要注意的是：如果目标slice的长度小于源slice的长度，那么就不会拷贝源slice的所有原始。

package main
import "fmt"

/*
D:\examples>go run helloworld.go
slice1: 1       2       3
slice2: 0       0
slice3: 10      0       0       0
slice1: 1       2       3
slice2: 1       2
slice3: 1       2       3       0

D:\examples>
*/
func main() {
slice1 := []int {1,2,3}
slice2 := make([]int, 2)
slice3 := make([]int, 4)

slice3[0] = 10
debug_slice(slice1, "slice1:")
debug_slice(slice2, "slice2:")
debug_slice(slice3, "slice3:")

copy(slice2, slice1)
copy(slice3, slice1)
debug_slice(slice1, "slice1:")
debug_slice(slice2, "slice2:")
debug_slice(slice3, "slice3:")
}

func debug_slice(the_slice []int, msg string) {
fmt.Print(msg, "\t")
for _, item := range the_slice {
fmt.Print(item, "\t")
}
fmt.Println()
}

附 append documentation

func append

func append(slice []Type, elems ...Type) []Type

The append built-in function appends elements to the end of a slice. If it has sufficient capacity, the destination is resliced to accommodate the new elements. If it does not, a new underlying array will be allocated. Append returns the updated slice. It is therefore necessary to store the result of append, often in the variable holding the slice itself:

slice = append(slice, elem1, elem2)
slice = append(slice, anotherSlice...)

As a special case, it is legal to append a string to a byte slice, like this:

slice = append([]byte("hello "), "world"...)

附 copy documentation

func copy

func copy(dst, src []Type) int

The copy built-in function copies elements from a source slice into a destination slice. (As a special case, it also will copy bytes from a string to a slice of bytes.) The source and destination may overlap. Copy returns the number of elements copied, which will be the minimum of len(src) and len(dst).