Golang面试字符串、数组、切片知识

本文介绍Go编程中经常用到的字符串、数组、切片的底层内存布局，以及基础数据类型字符串和复合数据类型数组、切片使用注意事项。

符串、数组、切片内存布局

string字符串

如上图字符串实际上就是一个指针指向一个byte类型的数组。

array数组

如上图数组是相同类型的变量的集合。

slice切片

如上图切片就是一个指针指向一个数组；

了解对象内存布局，有助于理解值传递、引?用传递等概念。

String介绍

我们从官方文档中了解基础数据类型字符串的介绍：

字符串是所有8位字节字符串的集合，通常是但不一定表示UTF-8编码的文本。

• 字符串可以为空，但不能为nil；
• 允许以索引访问字节数组（非字符串），但不能获取元素地址；
• 每个中文字，占3个byte；
• 字符串类型的值是不可变的。

字符串使用注意事项：

字符串修改需要进行转换，转换过程中需要重新分配内存，并复制数据。转换操作会拖累算法性能，可尝试试用“非安全”方法改善。

用加法操作字符串每次都重新分配内存。可以使用string.Join函数代替。

Array介绍

Go和以往认识的数组有很大不同，数组是相同类型的变量的集合，需要注意的地方有：

• Go中数组是固定大小；
• 集合中的元素有一个类型，并且每个数组只能有一个类型（例如字符串数组，整数数组等）;
• 由连续的内存位置组成（因此[4] int的内存内表示只是顺序排列的四个整数值）如下图：

• 数组是值类型，复制和传参会复制整个数组，而不是指针。当我们在Go中分配或传递数组时-我们对其进行复制（而不是指针或对其的引用，因此这可能会占用大量内存），如果想要“引用”传递给数组，则可以使用指针；

• 数组变量不是指向第一个数组元素的指针，数组变量代表整个数组；
• 指针数组[n]*T，数组指针*[n]T；
• 数组长度也是一种类型必须是常量，而且是类型的组成部分，[2]int和[3]int是不同类型；
• 支持“==”、“!=”操作符，因为内存总是被初始化过的。
• 内置函数len和cap都返回数组长度（元素数量）。

数组创建的使用语法：

[N]Type
[N]Type{value1, value2, ..., valueN}
[...]Type{value1, value2, ..., valueN}

Slice介绍

在Go中slice让数组变得很有便捷。显然在Go代码中数组实际上很少见，切片无处不在。slice并不是数组或数组指针，它通过内部指针和相关属性引用数组片段，以实现变长方案。

• 引用类型。但自身是结构体，值拷贝传递。
• 属性len表示可用元素数量，读写操作不能超过该限制。
• 属性cap表示最大扩张容量，不能超出数组限制。
• 如果slice==nil,那么len、cap结果都等于0。

理解len&cap的实例：

	data := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
	slice := data[1:4:5]  //[low:hight:max]

切片的创建使用语法：

make([]Type, length, capacity)
make([]Type, length)
[]Type{}
[]Type{value1, value2, ..., valueN}

使用切片特别注意：

• 切片的读写实际上对应的是底层的数组；
• 新切片依旧指向原底层数组。
• 向 slice 尾部添加数据，返回新的 slice 对象。
• 切片一旦超出原 slice.cap 限制，就会重新分配底层数组，即便原数组并未填满。通常以 2 倍容量重新分配底层数组。在?大批量添加数据时，建议?一次性分配?足够?大的空间，以减少内存分配和数据复制开销。或初始化?足够?长的 len 属性，改?用索引号进?行操作。及时释放不再使?用的 slice 对象，避免持有过期数组，造成 GC ?无法回收。

在某些情况下，我们可以简单地对新切片进行操作,创建新的更大的切片； 将原始切片的内容复制到其中； 将旧切片分配给新切片。

对切片操作Copy和 Append 两个内置函数：

Slice Copy格式，在切片的末尾附加新元素，如果需要更大的容量，则增大切片。

copy(destination, source []T) int

Slice Copy实例，让我们创建slice并增加其容量。

s := []int{1,2,3}                    // creates slice s == [1 2 3]
t := make([]int, len(s), cap(s)*2)   // creates new slice t, filled 
                                     // with zero-values (0s for 
                                     // int), of specified length 
                                     // and capacity
copy(t, s)
s = t
// cap(s) == 3
// cap(t) == 6

Slice Append 格式

append(slice []Type, elements...Type) []Type

Slice Append实例，让我们将一个切片附加到另一个切片上，甚至不用担心其容量

a := []string{"a", "b", "c"}
b := []string{"x", "y", "z"}
a = append(a,b...) // equivalent to "append(a, b[0], b[1], b[2])"//let's print it!
fmt.Printf("%d %v", cap(a), a)
// 6 [a b c x y z]