浅谈Golang 切片（slice）扩容机制的原理

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。

到此这篇关于浅谈Golang 切片（slice）扩容机制的原理的文章就介绍到这了,更多相关Golang 切片扩容机制内容请搜索自学编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自学编程网！

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