5.3. 切片

切片类型的基本声明如下，T 为元素类型：

[]T

切片的第一印象与数组很相似：它们都是特定类型对象的序列，但它们的实际行为存在巨大区别，切片是数组的部分引用，它时常取自于数组，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3, 4}
    sl: []i32 = arr[0:2]
    println(len(sl))      // 2
    println(sl[0], sl[1]) // 1 2

表达式 arr[m:n] 返回一个切片，切片始于数组 arr 的第 m 个元素，切片长度为 n-m，与字符串的类似语法相似，若省略 m，则表示始于数组首个元素；若省略 n，则终于数组最后一个元素。m 和 n 不可超过数组实际范围，否则会触发异常。

切片中并不保存实际数据，通过 [] 访问到的对象位于它所引用的数组中，这意味着更改数组中的对象可能影响到切片，反之亦然，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3, 4}
    sl := arr[0:2]
    println(sl[0]) // 1
    arr[0] = 13
    println(sl[0]) // 13
    sl[1] = 42
    println(arr[1]) // 42

内置函数 cap 可用于获取切片的可用容量——既切片所引用的数组的长度减去切片开始位置，例如：

    arr := [...]i32{11, 12, 13, 14}
    sl1 := arr[1:2]
    println(len(sl1), cap(sl1)) // 1 3

由定义可知，切片的容量恒大等于其长度。

一个数组可以被多个切片引用，如果引用的部分之间存在重叠，那么重叠部分的更改也会互相影响，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3, 4}
    sl1 := arr[0:2]
    sl2 := arr[1:3]
    println(sl2[0]) // 2
    sl1[1] = 42
    println(sl2[0]) // 42

实际上，对切片使用[m:n]操作符也可以获得一个新的切片，新切片始于源切片的第 m 个元素，其余规则与从数组中获取一个切片类似。

获取切片的方法除了引用数组或已有切片外，还可以通过内置函数 make 直接创建，形式签名为：

make([]T, Len: int, Cap: int) => []T
make([]T, Len: int) => []T // 等价于 make([]T, Len, Len)

返回值是一个类型为 []T、长度为 Len、容量为 Cap 的切片，其中 Cap 可以省略，此时切片的容量为 Len，例如：

    sl1 := make([]i32, 3, 5)
    println(sl1[0], len(sl1), cap(sl1)) // 0 3 5

使用 make 函数创建切片时，隐式的创建了一个长度为 Cap 的数组，并将其引用为切片。

另一个与切片密切相关的内建函数是 append，它用于向切片中追加元素，形式签名为：

append(sl []T, e T) => []T

该函数将元素 e 追加至切片 s 的尾部，并返回一个新的切片。由于凹语言的函数调用使用值传递，追加行为不会影响源切片 s，因此实际常用的写法如下例：

    sl: []i32
    //...
    sl = append(sl, 42)

既将 append 返回的新切片赋值给源切片。append 不仅向切片中追加元素，还可以追加另一个切片，例如：

    sl1 := []i32{13, 42}
    sl2 := []i32{9527, 1024}
    sl1 = append(sl1, sl2...)
    println(sl1[0], sl1[1], sl1[2], sl1[3]) // 13 42 9527 1024

当被追加对象是切片时，应在变量名后添加 ...。

由于切片底层引用了一个长度固定的数组，如果使用 append 追加元素后，切片的长度未超过数组可用容量，那么数组对应元素的内容将被替换为追加元素，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3}
    sl1 := arr[0:2]
    sl1 = append(sl1, 5)
    println(arr[2]) // 5

倘若新切片的长度超过原始数组容量，那么 append 函数会自动重新申请一个足够大的数组，将源切片的元素拷贝至新数组（既自动执行了一次深拷贝），然后再执行追加，这种情况我们称为切片扩容，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3}
    sl1 := arr[:]
    sl2 := append(sl1, 4)
    sl2[0] = 42
    println(sl1[0]) // 1

显然，如果发生了切片扩容，新切片与源切片的相互引用关系就切断了。

与前面章节介绍过的数据类型不同，切片类型的变量不可比较，因为切片不是纯值类型，而是与底层数组甚至其他切片存在引用关系，这种关联使得切片在运行时无法保证其中的元素值不变。

切片只能与常量 nil 进行比较，用于判断切片是否为 0 值，例如：

    sl: []i32
    println(sl == nil, sl != nil) // true false

实际上，如果需要判断某个切片是否为空，不应将其与 nil 比较，而应判断其长度是否为 0，因为存在长度为 0，但不为 nil 的切片，例如：

    arr := [...]i32{1, 2, 3}
    sl1 := arr[0:0]
    println(sl1 == nil, len(sl1), cap(sl1)) // false 0 3

除特别说明外，凹语言程序应以相同的方式处理长度为 0 的切片，与 nil 值的切片。内置函数 append 既符合该要求，例如下列程序是合法的：

    sl: []i32 // sl == nil
    sl := append(sl, 5)
    println(sl[0]) // 5

已知问题：

  • 访问切片元素时，未执行边界检查。该问题不影响语法兼容性，后续对本问题的修正不影响已有源代码，凹程序开发者无须对此进行特别处理。
  • 使用 [] 从数组或切片中获取新切片时，未执行边界检查。该问题不影响语法兼容性，后续对本问题的修正不影响已有源代码，凹程序开发者无须对此进行特别处理。