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Golang 切片扩容机制 浅谈Golang 切片(slice)扩容机制的原理

Linux猿   2021-06-09 我要评论
想了解浅谈Golang 切片(slice)扩容机制的原理的相关内容吗,Linux猿在本文为您仔细讲解Golang 切片扩容机制的相关知识和一些Code实例,欢迎阅读和指正,我们先划重点:Golang,切片扩容机制,Golang,slice扩容,下面大家一起来学习吧。

我们知道 Golang 切片(slice) 在容量不足的情况下会进行扩容,扩容的原理是怎样的呢?是不是每次扩一倍?下面我们结合源码来告诉你答案。

一、源码

Version : go1.15.6  src/runtime/slice.go

//go1.15.6 源码 src/runtime/slice.go
func growslice(et *_type, old slice, cap int) slice {
 //省略部分判断代码
    //计算扩容部分
    //其中,cap : 所需容量,newcap : 最终申请容量
 newcap := old.cap
 doublecap := newcap + newcap
 if cap > doublecap {
  newcap = cap
 } else {
  if old.len < 1024 {
   newcap = doublecap
  } else {
   // Check 0 < newcap to detect overflow
   // and prevent an infinite loop.
   for 0 < newcap && newcap < cap {
    newcap += newcap / 4
   }
   // Set newcap to the requested cap when
   // the newcap calculation overflowed.
   if newcap <= 0 {
    newcap = cap
   }
  }
 } 
 //省略部分判断代码
}

二、原理

1. 如果当前所需容量 (cap) 大于原先容量的两倍 (doublecap),则最终申请容量(newcap)为当前所需容量(cap);

2. 如果<条件1>不满足,表示当前所需容量(cap)不大于原容量的两倍(doublecap),则进行如下判断;

3. 如果原切片长度(old.len)小于1024,则最终申请容量(newcap)等于原容量的两倍(doublecap);

4. 否则,最终申请容量(newcap,初始值等于 old.cap)每次增加 newcap/4,直到大于所需容量(cap)为止,然后,判断最终申请容量(newcap)是否溢出,如果溢出,最终申请容量(newcap)等于所需容量(cap);

这样说大家可能不太明白,来几个例子:

2.1 实例1

验证条件1:

package main
 
import "fmt"
 
func main() {
 //第1条中的例子:
 var slice = []int{1, 2, 3}
 var slice1 = []int{4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
 fmt.Printf("slice1 %v len = %v cap = %v\n", slice1, len(slice1), cap(slice1))
 slice = append(slice, slice1...)
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
}

输出:

[root@localhost test]# go run main.go
slice [1 2 3] len = 3 cap = 3
slice1 [4 5 6 7 8 9 10 11 12] len = 9 cap = 9
slice [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12] len = 12 cap = 12
[root@localhost test]#

在实例1中,所需容量 cap = 9+3 = 12,原容量的两倍 doublecap = 2 * 3 = 6,满足 <条件1> 即:所需容量大于原容量的两倍,所以最终申请容量 newcap = cap = 12。

2.2 实例2

验证条件2,3:

package main
import "fmt"
 
func main() {
 //第2、3条中的例子:
 var slice = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
 var slice1 = []int{8, 9}
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
 fmt.Printf("slice1 %v len = %v cap = %v\n", slice1, len(slice1), cap(slice1))
 slice = append(slice, slice1...)
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
}

 输出:

[root@localhost test]# go run main.go
slice [1 2 3 4 5 6 7] len = 7 cap = 7
slice1 [8 9] len = 2 cap = 2
slice [1 2 3 4 5 6 7 8 9] len = 9 cap = 14
[root@localhost test]#

在实例2中,所需容量 cap = 7+2 = 9,原容量的两倍 doublecap = 2*7 = 14,原切片长度 old.len = 7,满足 <条件2,3>,即: 所需容量小于原容量的两倍,并且原切片长度 old.len 小于1024,所以,最终申请容量 newcap = doublecap = 14。

2.3 实例3

验证条件4:

package main
import "fmt"
 
func main() {
 //第2条中的例子:
 var slice []int
 for i := 0; i < 1024; i++ {
  slice = append(slice, i)
 }
 var slice1 = []int{1024, 1025}
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
 fmt.Printf("slice1 %v len = %v cap = %v\n", slice1, len(slice1), cap(slice1))
 slice = append(slice, slice1...)
 fmt.Printf("slice %v len = %v cap = %v\n", slice, len(slice), cap(slice))
}

输出:

[root@localhost test]# go run main.go
slice [0 1 2 3 4 5 6……1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023] len = 1024 cap = 1024
slice1 [1024 1025] len = 2 cap = 2
slice [0 1 2 3 4 5 6……1017 1018 1019 1020 1021 1022 1023 1024 1025] len = 1026 cap = 1280
[root@localhost test]#

在实例3中,所需容量 cap = 1024+2 = 1026,doublecap = 2048,  old.len = 1024,满足 <条件4> ,所以,newcap = 1024 + 1024/4 = 1280。


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