大家好，今天我们通过两道面试题初步学习一下 Go 语言中数组和切片的底层实现
第一题
a := [3]int{1,2,3}
b := []int{1,2,3}
c := a
d := b
c[0] = 4
d[0] = 4
fmt.Println(a)
fmt.Println(b)
运行结果
[1 2 3]
[4 2 3]
第二题
arr := make([]int, 0, 10)
arr = append(arr, 1, 2, 3)
newSlice := append(arr, 4)
arr = append(arr,5)
arr = append(arr,6)
fmt.Println(newSlice)
运行结果
[1 2 3 5]
如果你对Go语言的切片不是很了解，那么可能弄不明白上述两题为什么会有这样的结果，我们先一起了解下数组和切片
原理
数组是相同类型元素组成的集合，计算机会为数组分配一块连续的内存来保存其中的元素，
func NewArray(elem *Type, bound int64) *Type {
if bound < 0 {
Fatalf("NewArray: invalid bound %v", bound)
}
t := New(TARRAY)
t.Extra = &Array{Elem: elem, Bound: bound}
t.SetNotInHeap(elem.NotInHeap())
return t
}
Go语言中，数组类型是由上述cmd/compile/internal/types.NewArray函数生成的，
该类型包括两个字段，分别是元素类型Elem和数组大小Bound，由此我们也可以看出，只有元素类型和大小均相同的数组才是同一类型。
切片是可变长的数组，在其容量不足时会自动扩容。
func NewSlice(elem *Type) *Type {
if t := elem.Cache.slice; t != nil {
if t.Elem() != elem {
Fatalf("elem mismatch")
}
return t
}
t := New(TSLICE)
t.Extra = Slice{Elem: elem}
elem.Cache.slice = t
return t
}
通过上述cmd/compile/internal/types.NewSlice函数，我们可以了解到切片在编译期间生成的类型只包括元素类型。 运行时切片可以由如下reflect.SliceHeader结构体表示
type SliceHeader struct {
Data uintptr
Len int
Cap int
}
- Data是指向数组的指针；
- Len是当前切片的长度；
- Cap是当前切片的容量，即Data数组的大小。
- Data是一块连续的内存空间，可用于存储切片中的全部元素。
解题
第一题中，将变量b赋值给变量d，Data、Len、Cap均会赋值，所以变量d与变量b共用同一个底层数组Data，修改变量b时，变量d也自然受到影响 如果想要复制出新的切片时，可以用如下代码来代替 d := b
d := make([]int, 3)
copy(d,b)
原理
使用append关键字向切片中追加元素是常见的切片操作，如果append返回的新切片不需要赋值回原变量，就会进入如下流程：
// If inplace is false, process as expression "append(s, e1, e2, e3)":
ptr, len, cap := s
newlen := len + 3
if newlen > cap {
ptr, len, cap = growslice(s, newlen)
newlen = len + 3 // recalculate to avoid a spill
}
// with write barriers, if needed:
*(ptr+len) = e1
*(ptr+len+1) = e2
*(ptr+len+2) = e3
return makeslice(ptr, newlen, cap)
从切片中获取它的数组指针、大小、容量，如果在追加元素后切片大小大于容量，就会调用runtime.growslice对切片进行扩容，并将新元素依次加入切片
覆盖原变量的逻辑如下：
//If inplace is true, process as statement "s = append(s, e1, e2, e3)":
a := &s
ptr, len, cap := s
newlen := len + 3
if uint(newlen) > uint(cap) {
newptr, len, newcap = growslice(ptr, len, cap, newlen)
vardef(a) // if necessary, advise liveness we are writing a new a
*a.cap = newcap // write before ptr to avoid a spill
*a.ptr = newptr // with write barrier
}
newlen = len + 3 // recalculate to avoid a spill
*a.len = newlen
// with write barriers, if needed:
*(ptr+len) = e1
*(ptr+len+1) = e2
*(ptr+len+2) = e3
解题
我们可以看到，无论覆盖原变量与否，数据都是在*(ptr+len)的位置开始写入，区别在于覆盖原变量会造成len和cap的修改。
回过头来再看第二题，newSlice := append(arr, 4) 操作后，arr的len仍为3，
arr = append(arr,5)操作则在底层数组的第四个位置写入了5，覆盖了4
arr = append(arr,6)在底层数组的第五个位置写入6，打印newSlice时，newSlice的len为4，
于是打印底层数组的前四个元素，便是1235
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