How to use slice capacity and length in Go

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huangwenwei - 字裡行間 | Golang 中的數組 (array) 和切片 (slice)

中文描述約定
array: 數組
slice: 切片

來做個測試，不在機器上運行下面的代碼，請給出輸出

vals :make([]int, 5)for i:= 0; i < 5; i++ {    vals = append(vals, i)}fmt.Println(vals)

如果你猜測的結果是 [0 0 0 0 0 1 2 3 4]，恭喜你答對了。
為啥麼正確答案不是 [0 1 2 3 4] 呢？
大部分像我一樣 Golang 初學者都會打錯這道測試題，在這篇文章中，我們來探討一下為什麼不是我們期望的輸出結果以及 slice 資料類型中 capacity 和 length 的用法。

Slices VS Arrays

初學時可能會把 Golang 中數組和切片的區別，但是如果習慣了使用切片，將會極大地最佳化代碼；
數組和切片有很多不同點，但在這裡我們記住它們之間最大的區別就是：固定的數組大小是數組聲明時的一部分，而切片可以有一個動態大小。那麼在實際的編碼中是如何體現的呢？例如 val a [10]int, 這個數組有一個固定的大小 10 ,卻不能改變長其度；如果我們調用 len(a)，返回 10，因為長度就是數組的一部分；這就導致一個問題，如果有數組長度超過 10 的需求，你必須建立另外一個數組對象，譬如 val b [11]int, 並把數組 a 的值拷貝到數組 b
在某種情境下固定長度的數組非常使用，但是通常我們長度靈活的數組，需要一種“沒有固定大小的數組”，最直接的做法是聲明數組時給足夠大的長度，例如：

var vals [20]intfor i := 0; i < 5; i++ {    vals[i] = i * i}subsetLen := 5fmt.Println("The subset of our array has a length of:" subsetLen)// Add a new item to our arrayvals[subsetLen] = 123subsetLen++fmt.Print("The subset of our array has a length of:", subsetLen)

上面的例子中，我們聲明數組時設定了其長度為 20 ，通過一個變數我們“設定”其長度為 5 ，我們往其加了一個元素之後， subset 自增 1，數組長度就變成了 6
粗略地說，這就是切片的原理，通過設定一個值來限定數組的最大長度，在上述例子中為 20 ；同時切片還有一個值來表示數組元素的真實長度，在上述例子中為 subsetLen ；故切片中有 capacity cap 和 length len 兩個概念。切片的內部實現基於數組，但是使用方式更靈活、運行更高效。cap 限定了切片中元素個數增加的上限，通過 append 函數，我們不需關心數組底層的個數上限。

回到我們的測試題

明白了數組和切片的概念和不同點之後，我們再次解釋一下測試題。
make 函數能夠聲明一個切片，第一個參數表示類型，第二個參數表示類型的長度，第三個參數為選擇性參數，表示類型的容納上限；
make([]int, 5) 表示我們要建立一個長度為 5 的切片，切片的預設容納上限(capacity)和長度一致。但是 append 函數表示切片增加一個元素，那麼該切片的容納上限將同時增加，並在切片的末尾新增一個元素。也就是預設的切片值為 [0 0 0 0 0] 增加一個元素將會被放置在在第五個元素後面，所以運行結果如下：

vals := make([]int, 5)  fmt.Println("Capacity was:", cap(vals))  for i := 0; i < 5; i++ {    vals = append(vals, i)    fmt.Println("Capacity is now:", cap(vals))}fmt.Println(vals)// output: [0 0 0 0 0 0 1 2 3 4]

如果修改為下面的代碼，則輸出為 [0, 1, 2, 3, 4]

vals := make([]int, 5)  for i := 0; i < 5; i++ {        vals[i] = i}fmt.Println(vals)

代碼不夠簡潔，改造一下：我們把 vals 的長度設定為 0 ，容納上限為 5

vals := make([]int, 0, 5)for i := 0; i < 5; i++ {    vals.appen(i)}fmt.Println(vals)

最後，如果能知道切片的上限，建議最好給 make 函數加上第三個參數。