路漫漫其修远兮
吾将上下而求索

go学习:切片扩容原理

Go语言的内建函数 append() 可以为切片动态添加元素,代码如下所示:

var a []int
a = append(a, 1) // 追加1个元素
a = append(a, 1, 2, 3) // 追加多个元素, 手写解包方式
a = append(a, []int{1,2,3}...) // 追加一个切片, 切片需要解包

不过需要注意的是,在使用 append() 函数为切片动态添加元素时,如果空间不足以容纳足够多的元素,切片就会进行“扩容”,此时新切片的长度会发生改变。

切片在扩容时,容量的扩展规律是按容量的 2 倍数进行扩充,例如 1、2、4、8、16……,代码如下:

var numbers []int
for i := 0; i < 10; i++ {
    numbers = append(numbers, i)
    fmt.Printf("len: %d  cap: %d pointer: %p\n", len(numbers), cap(numbers), numbers)
}
代码输出如下:
len: 1  cap: 1 pointer: 0xc0420080e8
len: 2  cap: 2 pointer: 0xc042008150
len: 3  cap: 4 pointer: 0xc04200e320
len: 4  cap: 4 pointer: 0xc04200e320
len: 5  cap: 8 pointer: 0xc04200c200
len: 6  cap: 8 pointer: 0xc04200c200
len: 7  cap: 8 pointer: 0xc04200c200
len: 8  cap: 8 pointer: 0xc04200c200
len: 9  cap: 16 pointer: 0xc042074000
len: 10  cap: 16 pointer: 0xc042074000

代码说明如下:

第 1 行,声明一个整型切片。

第 4 行,循环向 numbers 切片中添加 10 个数。

第 5 行,打印输出切片的长度、容量和指针变化,使用函数 len() 查看切片拥有的元素个数,使用函数 cap() 查看切片的容量情况。

通过查看代码输出,可以发现一个有意思的规律:切片长度 len 并不等于切片的容量 cap。

往一个切片中不断添加元素的过程,类似于公司搬家,公司发展初期,资金紧张,人员很少,所以只需要很小的房间即可容纳所有的员工,随着业务的拓展和收入的增加就需要扩充工位,但是办公地的大小是固定的,无法改变,因此公司只能选择搬家,每次搬家就需要将所有的人员转移到新的办公点。

员工和工位就是切片中的元素。

办公地就是分配好的内存。

搬家就是重新分配内存。

无论搬多少次家,公司名称始终不会变,代表外部使用切片的变量名不会修改。

由于搬家后地址发生变化,因此内存“地址”也会有修改。

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