go - Go什么时候分配一个新的后备数组给slice？

Question

在阅读 Go slice 时，我在 append 方法的上下文中遇到了这种行为

If the backing array of s is too small to fit all the given values a bigger array will be allocated. The returned slice will point to the newly allocated array.
_{Source - Golang Tour}

为了理解这一点，我编写了以下代码:

<子> Try on the Go Playground

func makeSlices() {
    var a []int;

    a = append(a, 0)

    b := append(a, 1)
    printSlice("b", b)

    c := append(a, 2)
    printSlice("b", b)
    printSlice("c", c)

}

func printSlice(name string, s []int) {
    fmt.Printf("var=%v len=%d cap=%d first_address=%v %v\n", name, len(s), cap(s), &s[0], s)
}

输出:

var=b len=2 cap=2 first_address=0x414020 [0 1]
var=b len=2 cap=2 first_address=0x414020 [0 2]
var=c len=2 cap=2 first_address=0x414020 [0 2]

我希望 b 和 c 指向相同的底层数组，因为它们都是相同长度的 slice

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但是如果我要为另一个长度的 slice 改变相同的代码:

<子> Try on the Go Playground

func makeSlices() {
    var a []int;

    a = append(a, 0, 9)

    d := append(a, 1, 2)
    printSlice("d", d)

    e := append(a, 3, 4)
    printSlice("d", d)
    printSlice("e", e)
}

输出:

var=d len=5 cap=8 first_address=0x450020 [0 0 9 1 2]
var=d len=5 cap=8 first_address=0x450020 [0 0 9 1 2]
var=e len=5 cap=8 first_address=0x450040 [0 0 9 3 4]

在这种情况下，d 和 e 应该指向相同的后备数组，因为它们又是相同长度的 slice ，但它们不是。

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为什么会出现这种行为异常？ Go 到底什么时候决定为 slice 分配一个新的支持数组？

Answer 1

答案很简单:如果要追加的元素不适合当前容量，append() 会分配一个新的后备数组(并复制当前内容)。正式地:

if len(s) + len(newElements) > cap(s) {
    // Allocate new backing array
    // copy content (s) over to new array
} else {
    // Just resize existing slice
}
// append (copy) newElements

例如，如果 len=2，cap=4，您可以附加 2 个元素，无需分配。

如果len=2，cap=4，追加3个元素，则len+3 > cap，所以会分配一个新的backing array(容量会大于len+3，考虑到 future 的增长，但是它的长度将是 2+3=5)。

解释你的第一个例子

在您的第一个示例中，您声明了一个长度和容量为 0 的 slice 变量。

var a []int
fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 0 0

当你第一次追加时，一个新的数组将被分配:

a = append(a, 0)
fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 1 2

当你做另一个追加时，它适合容量，所以没有分配:

fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 1 2
b := append(a, 1)
fmt.Println(len(b), cap(b)) // Prints 2 2

但是这次你将结果 slice 存储在 b 中，而不是 a 中。因此，如果您对 a 进行第三次追加，它仍然具有 length=1 和 cap=2，因此将另一个元素追加到 a 将不需要分配:

fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 1 2
c := append(a, 2)
fmt.Println(len(c), cap(c)) // Prints 2 2

因此除了第一个追加之外，所有其他追加不需要分配，因此第一个分配的后备数组用于所有 a、b 和 c slice ，因此它们第一个元素的地址将是相同的。这就是您所看到的。

解释你的第二个例子

您再次创建一个空 slice (len=0，cap=0)。

然后你做第一个追加:2个元素:

a = append(a, 0, 9)
fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 2 2

这会分配一个长度为 2 的新数组，因此 slice 的长度和容量都将为 2。

然后你做你的第二次追加:

d := append(a, 1, 2)
fmt.Println(len(d), cap(d)) // Prints 4 4

由于没有空间容纳更多元素，因此分配了一个新数组。但是您将指向这个新数组的 slice 存储在 d 中，而不是 a 中。 a 仍然指向旧数组。

然后您进行第三次追加，但是添加到 a(指向旧数组):

fmt.Println(len(a), cap(a)) // Prints 2 2
e := append(a, 3, 4)
fmt.Println(len(e), cap(e)) // Prints 4 4

同样，a 的数组无法容纳更多元素，因此分配了一个新数组，您将其存储在 e 中。

所以 d 和 e 有不同的后备数组，并且附加到任何与“另一个” slice 共享后备数组的 slice 不会(不能)改变这个“另一个” slice 。所以结果是您两次看到 d 的相同地址，以及 e 的不同地址。