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关于切片操作常用技巧 ​

切片操作常用技巧 ​

复制 ​

将切片 a 中的元素复制到切片 b 中。

最简单的、最常用的方法就是使用内置的copy函数。

go
b = make([]T, len(a)) // 依次将内存申请到位
copy(b, a)

除了使用内置的copy函数外，还有下面两种使用append函数复制切片的方法。

go
b = append([]T(nil), a...)
b = append(a[:0:0], a...)

这两种方法通常比使用copy函数复制的方法要慢一些，但是如果在复制之后有更多的元素要添加到 b 中，那么它们的效率会更高。

剪切 ​

将切片 a 中索引 i~j 位置的元素剪切掉。

可以按照下面的方式，使用append函数完成。

go
a = append(a[:i], a[j:]...)

删除 ​

将切片 a 中索引位置为 i 的元素删除。

同样可以按照上面剪切的方式使用append函数完成删除操作。

go
a = append(a[:i], a[i+1:]...)

或者搭配copy函数使用切片表达式完成删除操作。

go
a = a[:i+copy(a[i:], a[i+1:])]

此外，如果只需要删除掉索引为 i 的元素，无需保留切片元素原有的顺序，那么还可以使用下面这种简单的方式进行删除。

go
a[i] = a[len(a)-1] // 将最后一个元素移到索引 i 处
a = a[:len(a)-1] // 截掉最后一个元素

剪切或删除操作可能引起的内存泄漏 ​

需要特别注意的是，如果切片 a 中的元素是一个指针类型或包含指针字段的结构体类型(需要被垃圾回收)，上面剪切和删除的示例代码会存在一个潜在的内存泄漏问题：一些具有值的元素仍被切片 a 引用，因此无法被垃圾回收机制回收掉。下面的代码可以解决这个问题。

剪切 ​

go
copy(a[i:], a[j:])
for k, n := len(a)-j+i, len(a); k < n; k++ {
	a[k] = nil // 或类型T的零值
}
a = a[:len(a)-j+i]

删除 ​

go
copy(a[i:], a[i+1:])
a[len(a)-1] = nil // 或类型 T 的零值
a = a[:len(a) - 1]

删除但不保留元素原有顺序 ​

go
a[i] = a[len(a)-1]
a[len(a)-1] = nil
a = a[:len(a)-1]

内部扩张 ​

在切片 a 的索引 i 之后扩张 j 个元素。

使用两个append函数完成，即先将索引 i 之后的元素追加到一个长度为 j 的切片后，再将这个切片中的所有元素追加到切片 a 的索引 i 之后。

go
a = append(a[:i], append(make([]T, j), a[i:]...)...)

扩张的这一部分元素为 T 类型的零值。

尾部扩张 ​

将切片 a 的尾部扩张 j 个元素的空间。

go
a = append(a, make([]T, j)...)

扩张的这一部分元素同样为 T 类型的零值。

过滤 ​

按照一定的规则将切片 a 中的元素进行就地过滤。

这里假设过滤的条件已封装为keep函数，使用for range遍历切片 a 的所有元素逐一调用keep函数进行过滤。

go
n := 0
for _, x := range a {
	if keep(x) {
		a[n] = x // 保留该元素
		n++
	}
}
a = a[:n] // 截取切片中需保留的元素

插入 ​

将元素 x 插入切片 a 的索引 i 处。

还是使用两个append函数完成插入 x 的操作。

go
a = append(a[:i], append([]T{x}, a[i:]...)...)

第二个append函数创建了一个具有自己底层数组的新切片，并将a[i:]中的元素复制到该切片，然后由第一个append函数将这些元素复制回切片 a。

我们可以通过使用另一种方法来避免新切片的创建(以及由此产生的内存垃圾)和第二个副本：

go
a = append(a, 0/* 这里应使用元素类型的零值 */)
copy(a[i+1:],a[i:])
a[i] = x

追加 ​

将元素 x 追加到切片 a 的最后。

这里使用append函数即可。

go
a = append(a, x)

弹出 ​

将切片 a 的最后一个元素弹出。

这里使用切片表达式完成弹出操作。

go
x, a = a[len(a)-1], a[:len(a) -1]

弹出切片 a 的第一个元素。

go
x, a = a[0], a[1:]

前插 ​

将元素 x 前插到切片 a 的开始。

go
a = append([]T{x}, a...)

其他技巧 ​

过滤而不分配内存 ​

此技巧使用了一个事实，即切片 b 与原始切片 a 共享相同的底层数组和容量，因此原存储空间已重新用于过滤后的切片。当然原始切片的内容被修改了。

go
b := a[:0]
for _, x := range a {
	if f(x) {
		b = append(b, x)
	}
}

对于必须被垃圾回收的元素，在完成上述操作后可以添加以下代码：

go
for i := len(b); i < len(a); i++ {
	a[i] = nil // 或 T 类型的零值
}

翻转 ​

将切片 a 的元素顺序翻转。

通过迭代两两互换元素完成。

go
for i := len(a)/2-1; i >= 0; i-- {
	opp := len(a)-1-i
	a[i], a[opp] = a[opp], a[i]
}

同样的操作：

go
for left, right := 0, len(a)-1; left < right; left, right = left+1, right-1 {
	a[left], a[right] = a[right], a[left]
}

洗牌 ​

打乱切片 a 中元素的顺序

Fisher-Yates 算法：

go
for i := len(a)-1; i > 0; i-- {
	j := rand.Intn(i + 1)
	a[i], a[j] = a[j], a[i]
}

从 go1.10 开始，可以使用 math/rand.Shuffle。

go
rand.Shuffle(len(a), func(i, j int) {
	a[i], a[j] = a[j], a[i]
})

使用最小分配进行批处理 ​

如果你想对一个大型切片 a 的元素分批进行处理，这会很有用。

go
actions := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
batchSize := 3
batches := make([][]int, 0, (len(actions) + batchSize - 1) / batchSize)

for batchSize < len(actions) {
    actions, batches = actions[batchSize:], append(batches, actions[0:batchSize:batchSize])
}
batches = append(batches, actions)

得到的效果如下：

[[0 1 2] [3 4 5] [6 7 8] [9]]

原地删除重复元素(元素可比较) ​

go
import "sort"

in := []int{3, 2, 1, 4, 5, 2, 1, 4, 1} // 切片元素可以是任意可排序的类型
sort.Ints(in)
j := 0
for i := 1; i < len(in); i++ {
	if in[j] == in[i] {
		continue
	}
	j++
	// 需要保存原始数据时
	// in[i], in[j] = in[j], in[i]
	in[j] = in[i]
}
result := in[:j+1]
fmt.Println(result) // [1 2 3 4]

存在就移到前面，不存在就插入到前面 ​

如果给定的元素在切片中存在则把该元素移到切片的头部，如果不存在则将该元素插入到切片的头部。

go
// moveToFront 把needle移动或添加到haystack的前面
func moveToFront(needle string, haystack []string) []string {
	if len(haystack) != 0 && haystack[0] == needle {
		return haystack
	}
	prev := needle
	for i, elem := range haystack {
		switch {
		case i == 0:
			haystack[0] = needle
			prev = elem
		case elem == needle:
			haystack[i] = prev
			return haystack
		default:
			haystack[i] = prev
			prev = elem
		}
	}
	return append(haystack, prev)
}

haystack := []string{"a", "b", "c", "d", "e"} // [a b c d e]
haystack = moveToFront("c", haystack)         // [c a b d e]
haystack = moveToFront("f", haystack)         // [f c a b d e]

滑动窗口 ​

将切片 input 生成 size 大小的滑动窗口。

go
func slidingWindow(size int, input []int) [][]int {
	// 返回入参的切片作为第一个元素
	if len(input) <= size {
		return [][]int{input}
	}
	// 以所需的精确大小分配切片
	r := make([][]int, 0, len(input)-size+1)
	for i, j := 0, size; j <= len(input); i, j = i+1, j+1 {
		r = append(r, input[i:j])
	}
	return r
}

示例：

go
a := []int{1, 2, 3, 4, 5}
res := slidingWindow(2, a)
fmt.Println(res)

输出：

[[1 2] [2 3] [3 4] [4 5]]

参考资料：https://github.com/golang/go/wiki/SliceTricks