## 4.2. Slice

Slice（切片）代表變長的序列，序列中每個元素都有相同的類型。一個slice類型一般寫作[]T，其中T代表slice中元素的類型；語法和數組很像隻是沒有長度而已。

數組和slice之間有着緊密的聯繫。一個slice是一個輕量級的數據結果，提供了訪問數組子序列（或者全部）元素的功能，因爲slice的底層確實引用一個數組對象。一個slice有三個部分構成：指針、長度和容量。指針指向第一個元素對應的底層數組元素的地址，slice的第一個元素併不一定就是數組的第一個元素。長度對應slice中元素的數目；長度不能超過容量，容量一般是從slice的開始位置到底層數據的結尾位置。內置的len和cap函數分别返迴slice的長度和容量。

多個slice之間可以共享底層的數據，併且引用的數組部分區間可能重疊。圖4.1顯示了表示一年中每個月份名字的字符串數組，還有重疊引用了該數組的兩個slice。數組這樣定義

```Go
months := [...]string{1: "January", /* ... */, 12: "December"}
```

因此一月份是months[1]，十二月份是months[12]。通常，數組的第一個元素從索引0開始，但是月份一般是從1開始的，因此我們聲明數組時直接第0個元素，第0個元素會被自動初始化爲空字符串。

slice的操作s[i:j]，其中0 ≤ i≤ j≤ cap(s)，用於創建一個新的slice，引用s的從第i個元素開始到第j-1個元素的子序列。新的slice將隻有j-i個元素。如果i位置的索引被省略的話將使用0代替，如果j位置的索引被省略的話將使用len(s)代替。因此，months[1:13]切片操作將引用全部有效的月份，和months[1:]操作等價；months[:]切片操作則是引用整個數組。讓我們分别定義表示第二季度和北方夏天的slice，它們有重疊部分：

![](../images/ch4-01.png)

```Go
Q2 := months[4:7]
summer := months[6:9]
fmt.Println(Q2)     // ["April" "May" "June"]
fmt.Println(summer) // ["June" "July" "August"]
```

兩個slice都包含了六月份，下面的代碼是一個包含相同月份的測試（性能較低）：

```Go
for _, s := range summer {
	for _, q := range Q2 {
		if s == q {
			fmt.Printf("%s appears in both\n", s)
		}
	}
}
```

如果切片操作長處cap(s)的上限將導致一個panic異常，但是超出len(s)則是擴展了slice，因此新slice的長度會變大：

```Go
fmt.Println(summer[:20]) // panic: out of range

endlessSummer := summer[:5] // extend a slice (within capacity)
fmt.Println(endlessSummer)  // "[June July August September October]"
```

另外，字符串的切片操作和[]byte字節類型切片的切片操作是類似的。它們都寫作x[m:n]，併且都是返迴一個原始字節繫列的子序列，底層都是共享之前的底層數組，因此切片操作對應常量時間複雜度。x[m:n]切片操作對於字符串則生成一個新字符串，如果x是[]byte的話則生成一個新的[]byte。

因爲slice值包含指向第一個元素的指針，因此向函數傳遞slice將運行在函數內部脩改底層數組的元素。換句話説，複雜一個slice隻是對底層的數組創建了一個新的slice别名（§2.3.2）。下面的reverse函數在原內存空間將[]int類型的slice反轉，而且它可以用於任意長度的slice。

```Go
gopl.io/ch4/rev

// reverse reverses a slice of ints in place.
func reverse(s []int) {
	for i, j := 0, len(s)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {
		s[i], s[j] = s[j], s[i]
	}
}
```

這里我們反轉數組的應用：

```Go
a := [...]int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
reverse(a[:])
fmt.Println(a) // "[5 4 3 2 1 0]"
```

一種將slice元素循環向左镟轉n個元素的方法是三次調用reverse反轉函數，第一次是反轉開頭的n個元素，然後是反轉剩下的元素，最後是反轉整個slice的元素。（如果是向右循環镟轉，則將第三個函數調用移到第一個調用位置就可以了。）

```Go
s := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5}
// Rotate s left by two positions.
reverse(s[:2])
reverse(s[2:])
reverse(s)
fmt.Println(s) // "[2 3 4 5 0 1]"
```

要註意的是slice類型的變量s和數組類型的變量a的初始化語法的差異。slice和數組的字面值語法很類似，它們都是用花括弧包含一繫列的初始化元素，但是對於slice併沒有指明序列的長度。這會隱式地創建一個合適大小的數組，然後slice的指針指向底層的數組。就像數組字面值一樣，slice的字面值也可以按順序指定初始化值序列，或者是通過索引和元素值指定，或者的兩種風格的混合語法初始化。

和數組不同的是，slice不能比較，因此我們不能使用==操作符來判斷兩個slice是否有相同的元素。不過標準庫提供了高度優化的bytes.Equal函數來判斷兩個字節型slice是否相等（[]byte），但是對於其他類型的slice，我們必鬚自己展開每個元素進行比較：

```Go
func equal(x, y []string) bool {
	if len(x) != len(y) {
		return false
	}
	for i := range x {
		if x[i] != y[i] {
			return false
		}
	}
	return true
}
```

上面關於兩個slice的深度相等測試，運行的時間併不比支持==操作的數組或字符串更多，但是爲何slice卻不支持比較運算符呢？這方面有兩個原因。第一個原因，一個slice的元素是間接引用的，一個slice甚至可以包含自身。雖然有很多辦法處理這種情形，但是沒有一個是簡單有效的。

第二個原因，因爲slice的元素是間接引用的，一個固定值的slice在不同的時間可能包含不同的元素，因爲底層數組的元素可能會被脩改。併且Go語言中map等哈希表之類的數據結構的key隻做簡單的淺拷貝，它要求在整個聲明週期中相等的key必鬚對相同的元素。對於像指針或chan之類的引用類型，==相等測試可以判斷兩個是否是引用相同的對象。一個針對slice的淺相等測試的==操作符可能是有一定用處的，也能臨時解決map類型的key問題，但是slice和數組不同的相等測試行爲會讓人睏惑。因此，安全的做飯是直接禁止slice之間的比較操作。

slice唯一合法的比較是和nil比較，例如：

```Go
if summer == nil { /* ... */ }
```

一個零值的slice等於nil。一個nil值的slice併沒有底層數組。一個nil值的slice的長度和容量都是0，但是也有非nil值的slice的長度和容量也是0的，例如[]int{}或make([]int, 3)[3:]。與任意類型的nil值一樣，我們可以用[]int(nil)類型轉換表達式來生成一個對應類型slice的nil值。

```Go
var s []int    // len(s) == 0, s == nil
s = nil        // len(s) == 0, s == nil
s = []int(nil) // len(s) == 0, s == nil
s = []int{}    // len(s) == 0, s != nil
```

如果你需要測試一個slice是否是空的，使用len(s) == 0來判斷，而不是用s == nil來判斷。除了和nil相等比較外，一個nil值的slice的行爲和其它任意0産長度的slice一樣；例如reverse(nil)也是安全的。除了文檔已經明確説明的地方，所有的Go語言函數應該以相同的方式對待nil值的slice和0長度的slice。

內置的make函數創建一個指定元素類型、長度和容量的slice。容量部分可以省略，在這種情況下，容量將等於長度。

```Go
make([]T, len)
make([]T, len, cap) // same as make([]T, cap)[:len]
```

Under the hood, make creates an unnamed array variable and returns a slice of it; the array is accessible only through the returned slice. In the first form, the slice is a view of the entire array. In the second, the slice is a view of only the array’s first len elements, but its capacity includes the entire array.  The additional elements are set aside for future growth.

在底層，make創建了一個匿名的數組變量，然後返迴一個slice；隻有通過返迴的slice才能引用底層匿名的數組變量。在第一種語句中，slice是整個數組的view。在第二個語句中，slice隻引用了底層數組的前len個元素，但是容量將包含整個的數組。額外的元素是留給未來的增長用的。

{% include "./ch4-02-1.md" %}

{% include "./ch4-02-2.md" %}