本文我們來詳細講解 Go 語言中切片（Slice）的長度（Length） 和容量（Capacity）。這是理解切片工作原理的核心概念。

核心概念

1. 長度（Length）:

   • 表示切片當前實際包含的元素個數(shù)。
   • 通過內(nèi)置函數(shù) len(slice) 獲取。
   • 訪問切片中索引 >= len(slice) 的元素會引發(fā)“索引越界”的運行時恐慌（panic）。

2. 容量（Capacity）:

   • 表示切片底層數(shù)組（Underlying Array）從切片的起始位置到數(shù)組末尾的元素個數(shù)。
   • 它代表了切片在不分配新內(nèi)存的情況下，可以增長的最大限度。
   • 通過內(nèi)置函數(shù) cap(slice) 獲取。

底層數(shù)組（Underlying Array）

切片是一個輕量級的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它提供了對底層數(shù)組一個連續(xù)片段的引用。它包含三個組件：

• 指針：指向底層數(shù)組中切片起始位置的元素。
• 長度：切片中元素的數(shù)量。
• 容量：從切片起始位置到底層數(shù)組末尾的元素數(shù)量。

這個概念是理解長度和容量區(qū)別的關(guān)鍵。

圖示與示例

讓我們通過一個例子和圖示來理解。

// 1. 創(chuàng)建一個底層數(shù)組
arr := [5]int{10, 20, 30, 40, 50} // 數(shù)組，長度和容量固定為5

// 2. 基于數(shù)組創(chuàng)建一個切片
// slice 從 arr[1] 開始，到 arr[3] 結(jié)束 (不包括 arr[4])
slice := arr[1:4] // [20, 30, 40]

此時的內(nèi)存布局可以這樣表示：

底層數(shù)組: [10, 20, 30, 40, 50]
索引:      0   1   2   3   4
              ^         ^
              |         |
           slice起始   slice結(jié)束 (不包括索引4)
           slice指針指向這里

• len(slice)：切片包含了 arr[1], arr[2], arr[3] 這三個元素，所以 長度為 3。
• cap(slice)：切片的指針從 arr[1] 開始，底層數(shù)組的末尾是 arr[4]，所以從起始位置到末尾有 arr[1], arr[2], arr[3], arr[4] 這 4個位置，因此 容量為 4。

fmt.Println(slice)      // 輸出: [20 30 40]
fmt.Println(len(slice)) // 輸出: 3
fmt.Println(cap(slice)) // 輸出: 4

容量是如何被使用的：append 函數(shù)

當你使用 append 函數(shù)向切片追加新元素時，Go 運行時會檢查容量是否足夠。

1. 容量足夠時：
   新元素會被直接放入底層數(shù)組切片末尾之后的空間，長度增加，容量不變。

   newSlice := append(slice, 60) // 追加元素 60
   fmt.Println(newSlice)          // 輸出: [20 30 40 60]
   fmt.Println(len(newSlice))     // 輸出: 4
   fmt.Println(cap(newSlice))     // 輸出: 4 (容量剛好夠用，沒有分配新數(shù)組)
   fmt.Println(arr)               // 輸出: [10 20 30 40 60] (原數(shù)組被修改了!)
   

2. 容量不足時：
   Go 運行時會創(chuàng)建一個新的、更大的底層數(shù)組（通常是當前容量的 2 倍，但對于較小的切片，增長策略可能不同），將原有元素復(fù)制到新數(shù)組中，然后追加新元素。此時的切片引用的是一個全新的數(shù)組，與原數(shù)組無關(guān)。

   newSlice2 := append(newSlice, 70, 80) // 追加兩個元素，超出當前容量4
   fmt.Println(newSlice2)                 // 輸出: [20 30 40 60 70 80]
   fmt.Println(len(newSlice2))            // 輸出: 6
   fmt.Println(cap(newSlice2))            // 輸出: 8 (新數(shù)組的容量，通常是舊容量的2倍)
   fmt.Println(arr)                       // 輸出: [10 20 30 40 60] (原數(shù)組未受影響)
   

使用make創(chuàng)建切片時指定長度和容量

你可以使用 make 函數(shù)在創(chuàng)建切片時直接指定其初始長度和容量。

語法：make([]T, length, capacity)

// 創(chuàng)建一個切片，長度為3（前3個元素被初始化為零值），容量為5
s := make([]int, 3, 5)
fmt.Println(s)          // 輸出: [0 0 0]
fmt.Println(len(s))     // 輸出: 3
fmt.Println(cap(s))     // 輸出: 5

// 你可以安全地訪問和修改 s[0], s[1], s[2]
// 你可以追加最多2個新元素（5-3=2）而不會觸發(fā)重新分配
s = append(s, 1)
fmt.Println(s)          // 輸出: [0 0 0 1]
fmt.Println(len(s))     // 輸出: 4

如果省略容量參數(shù)，則容量默認與長度相等。

s2 := make([]int, 3) // len=3, cap=3
fmt.Println(s2, len(s2), cap(s2)) // 輸出: [0 0 0] 3 3

總結(jié)與要點

• 切片是引用類型。多個切片可以共享同一個底層數(shù)組。修改一個切片的元素可能會影響其他共享底層數(shù)組的切片。
• “擴容”是一個相對昂貴的操作，涉及內(nèi)存分配和數(shù)據(jù)復(fù)制。在能預(yù)估所需數(shù)據(jù)量的情況下，使用 make([]T, 0, capacity) 預(yù)先分配一個足夠大的容量是提升性能的有效手段。
• 對切片進行重新切片（reslicing，如 s2 := s1[1:3]）操作時，新切片會和原切片共享底層數(shù)組。新切片的長度和容量會基于新的起始索引重新計算。

理解長度和容量的區(qū)別，能幫助你更好地使用切片，寫出更高效、更可靠的 Go 代碼。

到此這篇關(guān)于Golang語言中切片的長度和容量的概念和使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang 切片的長度和容量內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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