Go語言slice的本質-SliceHeader

2020 年 2 月 10 日
筆記

今天最熱的事情，莫過於微信7.0的發布，增加了短影片，優化了看一看等功能，本來想跟著個熱度，蹭個流量，後來發現各位大佬都已經開始蹭了，就算了，還是談談Go語言（golang）吧，看來要成為一個合格的自媒體，還是不要矜持，任重道遠啊。

前兩天有朋友（Weelin）在我的公眾號上留言，留言的文章是這一篇 Go語言實戰筆記（五）| Go 切片，這是一篇講Go語言（golang） Slice(切片)的，很早的一篇文章。這位朋友的留言不是講自己的問題，而是針對另外一位朋友（Dreamerque）的留言的說明。

留言起因

為了連貫說明問題，我們先來看下2018-03-17，Dreamerque這位朋友的留言：

有個問題困擾: 考慮將slice這種引用類型作為自定義接受者，並綁定方法如下,

問題: 此時的slice空間容量足夠，調用方法前後其地址並不會改變，那麼為何append後的切片內部成員不會改變？默認拷貝的副本是slice引用，應該要能修改或者添加成員才符合預期的。。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	type Slice []int func (A Slice)Append(value int) { A = append(A, value) } func main() { mSlice := make(Slice, 10, 20) mSlice.Append(5) fmt.Println(mSlice) }

通過程式碼，相信大家也看明白了，以上就是Dreamerque的問題和困惑。我當時給Dreamerque的回答是引用的數據源不一致，讓他參考我的 Go語言中new和make的區別這篇文章。

然後就在前兩天，我收到了Weelin的留言：

無情你好，我理解mslice的數據源應該是沒發生變化的。由於值拷貝的原因，Append方法前後的切片唯一有關聯的就是底層指向的數組，列印結果不一樣就是因為原來切片太短了。這個也可以在執行完Append方法後，生成一個新的切片(長度大於5)並列印驗證。

Weelin的留言更細，分析的更准，這時候，我才知道，原來我那個回答，有點誤導Dreamerque了，可能會把我說的數據源理解成更底層的Data數組了。

問題分析

從以上的輸出列印中，我們的確可以看到mSlice並沒有任何變化，就是方法Append沒有起任何作用。Dreamerque的困惑是覺得Slice是引用類型，修改了指嚮應該也會跟著改，其實我們知道，這個修改引用的指向是在Append方法內的，離開就不起作用了。

其實以上都不是根本，根本是Weelin提到的，append後的Slice已經不是原來的Slice了。這時候有的朋友可能又疑惑了，append返回的Slice的指針和原Slice的指針一樣的啊，怎麼會不是一個呢？我們來測試一次，修改程式碼如下：

1 2 3 4	func (A Slice)Append(value int) { A1 := append(A, value) fmt.Printf("%pn%pn",A,A1) }

我們用A1存儲append方法返回的Slice，然後列印返回A1和原A的指針地址，發現的確一樣。大家可以自己運行試試。其實我們自己在make一個Slice的時候會發現，是可以有三個參數的，一個是數據、一個是長度、一個是容量，也就是說，Slice是這樣的一個結構，現在該是我們的SliceHeader登場的時候了。

SliceHeader登場

SliceHeader是Slice運行時的具體表現，它的結構定義如下：

1 2 3 4 5	type SliceHeader struct { Data uintptr Len int Cap int }

正好對應Slice的三要素，Data指向具體的底層數據源數組，Len代表長度，Cap代表容量。

既然Slice就是SliceHeader，那麼我們把Slice轉化為SliceHeader，來看看A和A1內部具體的欄位值，這樣來判斷他們是否一致，我們修改Append方法如下：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	//blog:www.flysnow.org //wechat:flysnow_org func (A Slice)Append(value int) { A1 := append(A, value) sh:=(reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&A)) fmt.Printf("A Data:%d,Len:%d,Cap:%dn",sh.Data,sh.Len,sh.Cap) sh1:=(reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&A1)) fmt.Printf("A1 Data:%d,Len:%d,Cap:%dn",sh1.Data,sh1.Len,sh1.Cap) }

通過unsafe.Pointer指針進行強制類型轉換，關於unsafe.Pointer的知識可以參考我的 Go語言實戰筆記（二十七）| Go unsafe Pointer 這篇文章。

都轉換為*reflect.SliceHeader類型後，我們分別輸出他們的Data、Len、Cap欄位，現在我們看看輸出的結果。

1 2	A Data:824634204160,Len:10,Cap:20 A1 Data:824634204160,Len:11,Cap:20

這下大家明白了吧，他們的Len不一樣，並不是一個Slice，所以使用append方法並沒有改變原來的A，而是新生成了一個A1，即使Dreamerque這位朋友通過如下程式碼 A = append(A, value) 進行複製，也只是一個mSlice的拷貝A的指向被改變了，而且這個A只在Append方法內有效，mSlice本身並沒有改變，所以輸出的mSlice不會有任何變化。

這裡正確的做法是讓Append返回append後的結果。其實對於內置函數append的使用，Go語言(golang)官方做了說明的，要保存返回的值。

Append returns the updated slice. It is therefore necessary to store the result of append

以上Dreamerque這位朋友的例子中，設置的Len是10，Cap是20，因為Cap足夠大，所以內置函數append並沒有生成新的底層數組，現在我們把Cap改為10。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17	type Slice []int func (A Slice)Append(value int) { A1 := append(A, value) sh:=(reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&A)) fmt.Printf("A Data:%d,Len:%d,Cap:%dn",sh.Data,sh.Len,sh.Cap) sh1:=(reflect.SliceHeader)(unsafe.Pointer(&A1)) fmt.Printf("A1 Data:%d,Len:%d,Cap:%dn",sh1.Data,sh1.Len,sh1.Cap) } func main() { mSlice := make(Slice, 10, 10) mSlice.Append(5) fmt.Println(mSlice) }

運行程式碼我們會發現兩個Slice的Data不再一樣了。

1 2	A Data:824633835680,Len:10,Cap:10 A1 Data:824634204160,Len:11,Cap:20

這是因為在append的時候，發現Cap不夠，生成了一個新的Data數組，用於存儲新的數據，並且同時擴充了Cap容量。

小結

最終，我重新回復了Dreamerque，並對Weelin做了感謝，然後想到這類問題，可以還有不少朋友會遇到，所以寫了一篇文章分析下Slice的本質，也就是SliceHeader,希望可以幫到大家，Go語言，golang ，的確夠浪，SliceHeader很溜。

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