# 数组和切片有什么异同

slice 的底层数据是数组，slice 是对数组的封装，它描述一个数组的片段。两者都可以通过下标来访问单个元素。

数组是定长的，长度定义好之后，不能再更改。在 Go 中，数组是不常见的，因为其长度是类型的一部分，限制了它的表达能力，比如 \[3]int 和 \[4]int 就是不同的类型。

而切片则非常灵活，它可以动态地扩容。切片的类型和长度无关。

数组就是一片连续的内存， slice 实际上是一个结构体，包含三个字段：长度、容量、底层数组。

```go
// runtime/slice.go
type slice struct {
    array unsafe.Pointer // 元素指针
    len   int // 长度 
    cap   int // 容量
}
```

slice 的数据结构如下：

![切片数据结构](https://user-images.githubusercontent.com/7698088/55270142-876c2000-52d6-11e9-99e5-2e921fc2d430.png)

注意，底层数组是可以被多个 slice 同时指向的，因此对一个 slice 的元素进行操作是有可能影响到其他 slice 的。

【引申1】 \[3]int 和 \[4]int 是同一个类型吗？

不是。因为数组的长度是类型的一部分，这是与 slice 不同的一点。

【引申2】 下面的代码输出是什么？

说明：例子来自雨痕大佬《Go学习笔记》第四版，P43页。这里我会进行扩展，并会作图详细分析。

```go
package main

import "fmt"

func main() {
    slice := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    s1 := slice[2:5]
    s2 := s1[2:6:7]

    s2 = append(s2, 100)
    s2 = append(s2, 200)

    s1[2] = 20

    fmt.Println(s1)
    fmt.Println(s2)
    fmt.Println(slice)
}
```

结果：

```
[2 3 20]
[4 5 6 7 100 200]
[0 1 2 3 20 5 6 7 100 9]
```

`s1` 从 `slice` 索引2（闭区间）到索引5（开区间，元素真正取到索引4），长度为3，容量默认到数组结尾，为8。 `s2` 从 `s1` 的索引2（闭区间）到索引6（开区间，元素真正取到索引5），容量到索引7（开区间，真正到索引6），为5。

![slice origin](https://user-images.githubusercontent.com/7698088/54960948-c5490b80-4f99-11e9-8772-66d102caae8e.png)

接着，向 `s2` 尾部追加一个元素 100：

```go
s2 = append(s2, 100)
```

`s2` 容量刚好够，直接追加。不过，这会修改原始数组对应位置的元素。这一改动，数组和 `s1` 都可以看得到。

![append 100](https://user-images.githubusercontent.com/7698088/54960896-8ca93200-4f99-11e9-86de-df4d85cca135.png)

再次向 `s2` 追加元素200：

```go
s2 = append(s2, 100)
```

这时，`s2` 的容量不够用，该扩容了。于是，`s2` 另起炉灶，将原来的元素复制新的位置，扩大自己的容量。并且为了应对未来可能的 `append` 带来的再一次扩容，`s2` 会在此次扩容的时候多留一些 `buffer`，将新的容量将扩大为原始容量的2倍，也就是10了。

![append 200](https://user-images.githubusercontent.com/7698088/54961368-4654d280-4f9b-11e9-9b00-de96c6eedea9.png)

最后，修改 `s1` 索引为2位置的元素：

```go
s1[2] = 20
```

这次只会影响原始数组相应位置的元素。它影响不到 `s2` 了，人家已经远走高飞了。

![s1\[2\]=20](https://user-images.githubusercontent.com/7698088/54961330-29200400-4f9b-11e9-88d0-a29308a818ae.png)

再提一点，打印 `s1` 的时候，只会打印出 `s1` 长度以内的元素。所以，只会打印出3个元素，虽然它的底层数组不止3个元素。