一篇文章搞懂Go语言切片底层原理(图文并茂+举例讲解)

1. 切片和数组的底层关系

Go语言切片的数据结构是一个结构体：

type slice struct {array unsafe.Pointerlen   intcap   int
}

Go语言中切片的内部结构包含地址、大小和容量。将数组比喻成一个蛋糕，那么切片就是需要切的那一块，而那一块的的大小就是切片的大小，而容量可以理解为装这一块蛋糕的袋子的大小。通过切片，我们可以快速地对数组进行操作。

从数组或切片中获取新切片

从数组中获取新切片，代码如下：

var a  = [3]int{1, 2, 3}
fmt.Println(a, a[1:2])

a是一个被初始化为长度为3，值为{1,2,3}的一维数组。使用a[1:2]可以生成一个新的切片：

[1 2 3]  [2]

从数组中获取原切片，代码如下：

a := []int{1, 2, 3}
fmt.Println(a[:])

对a使用a[:]操作后，生成的切片与原数组内容一致。

清空切片

a := []int{1, 2, 3}
fmt.Println(a[0:0])

对a使用a[0:0]操作后，切片大小为0，相当于清空了切片。

综上，我们发现获取切片，实际上是对底层数组的某一片段拿出来进行操作。非常类似于C语言的指针，可以通过指针运算，来达到类似切片的目的，但是存在野指针的风险。
而切片在指针的基础上增加了大小，使用中不允许对切片的内部地址和大小进行手动调整。因此比指针更加安全、更加强大。

简单来说，切片在内部对指针进行了限制和管理，从而实现更加安全且快速地对数据集合进行操作。

2. 切片的扩容机制

使用make函数构造切片

若需要动态地构建一个切片，则需要使用make函数:

make( []Type, size, cap )

size指这个切片的实际大小；cap指的是预分配的内存空间大小。
make函数构造切片的过程中是一定进行了内存分配的操作

扩容

当对切片进行动态地添加元素时，若切片大小超出容量，容量会以2的倍数进行扩容。
我们看这样一个案例：

silce := make([]int, 0)for i := 0; i < 10; i++ {silce = append(silce, i+1)fmt.Printf("len:%d cap:%d p:%p\n", len(silce), cap(silce), silce)}

可以发现：切片的大小和容量的关系只有在切片的大小超过切片的容量时，才会触发切片容量的扩容，且每次扩容都是2倍扩容。

len:1 cap:1 p:0xc00000a0c8
len:2 cap:2 p:0xc00000a110
len:3 cap:4 p:0xc000012220
len:4 cap:4 p:0xc000012220
len:5 cap:8 p:0xc0000183c0
len:6 cap:8 p:0xc0000183c0
len:7 cap:8 p:0xc0000183c0
len:8 cap:8 p:0xc0000183c0
len:9 cap:16 p:0xc000100080
len:10 cap:16 p:0xc000100080