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Golang中有一个神奇的类型：slice。
之所以说它神奇，是因为它是有容量的，因此对于熟悉C语言的用户而言，
很难在C语言中找到一个跟slice对应的数据结构。
本文不对slice的众多特性进行说明，只谈论跟其append操作相关的内容。
数组切片 slice 本质上还是基于数组实现的，大概可以抽象为：一个指向原生数组的指针；
数组切片中的元素个数；数组切片已分配的存储空间。
既然是基于数组，数组本身是不可变长度的，而要实现可变长度，就需要对其存储空间
进行管理。那 go 是怎么对 slice 的存储空间进行管理的呢？
这时就需要注意到 slice 的中文名称了，数组切片。也就是说，go 本质上将数组弄成一个个
切片，当目前所包含的切片容量不足以容纳所需的元素的时候，就开辟一块新的切片。
因此，除了长度（length，用len()函数获取）之外，slice 还包含了另一个属性：容量
（capacity，用cap()函数获取）。Slice 的长度表示该 slice 中已经存放了多少个元素，
而容量则表示该 slice 已经分配了足以存放多少元素的空间。
我们可以用一下方法创建一个长度为 4、可容量为 8、用于存放 int 类型元素的 slice：
var sliceA []int = make([]int, 4, 8)
当我们不指定 make() 的第三个参数 cap 时，切片容量默认等于初始长度，如以下方法可 创建一个长度和容量都为 8 的 slice：
var sliceB []int = make([]int, 8)
前面说过 slice 是可变长度的，我们可以利用 append() 函数来为 slice 增加元素。
前面也说过，本文只讨论 append() 方法，不讨论取子切片、copy() 等其它操作。
那么，作为以数组为基础的数据结构，它是怎么做到动态扩展长度的呢？其实就是通过创建
并合并新的切片。
为了方便讨论，我们姑且把初始化时数组切片的容量称为它的单位容量。请注意这一说法是
无论在 Google 官方文档还是国内翻译文档都未见使用，仅是为了方便讨论而创造的。
当进行 append() 操作时，若当前容量足以容纳所有元素，则 append() 会直接把需要添加的
元素直接拷贝到当前已分配的空间内，已有的数据还都在原处，皆大欢喜。而且因为空间是预先
分配好的，不涉及多余的内存申请操作，因此能兼顾动态扩展的灵活性和预分配空间的效率。
然而，如果当前空间不足的话，又会怎么样呢？
如果遇到这种情况，append() 会尝试先给这个 slice 分配一个大小为一个单位容量的数组，
如果还不够，继续分配。
这个时候坑来了，坑来了，坑来了，重要的事情据说要说三遍。。。
append() 在为 slice 增加容量的时候，会创建新的 slice，然后把已有的数据拷贝过去，
拷贝过去，拷贝了过去，因为我掉到过这个坑，所以还是要说三遍。。。
也就是说，不管你对已存在的数据有没有进行修改，它都要拷贝一遍。如果你认为这个拷贝操作
仅仅是多消耗了一些性能的话，那我们看看下面的例子：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
type StructClass struct {
id int
}
func (this *StructClass) SetID(newid int) {
this.id = newid
}
func (this *StructClass) PrintID() {
go func() {
for {
// 每秒输出一次 id 值。
time.Sleep(time.Second * 1)
fmt.Println(this.id)
}
} ()
}
func main() {
var (
i int = 0
pool []StructClass = make([]StructClass, 0, 4)
)
pool = append(pool, StructClass{})
// 这里将 pool[0] 的 id 设置成 1 了。
pool[0].SetID(1)
// 启动一个 goroutine，反复输出 pool[0] 的 id。
pool[0].PrintID()
time.Sleep(time.Second * 5)
for i = 0; i <=5; i = i + 1 {
pool = append(pool, StructClass{})
}
// 请注意此时 pool[0] 的 id 被设置成了 2。
pool[0].SetID(2)
time.Sleep(time.Second * 5)
}
我们先来分析一下程序应该怎么运行。
首先创建了一个容量为 4，长度为 0 的 slice，该 slice 的每个元素都是一个封装了
一个 goroutine 的结构体。至于怎么制造这么一个结构体，
请参考《在golang中使用C++风格的类》一文。
这时，我们为 pool 添加了一个元素，并为这个元素的成员id赋予初值，然后让它下属
的 PrintID 方法每隔一秒打印一次它的id值。
紧接着，我们为 pool 添加了六个元素，不过暂时不对它们进行操作。添加这六个元素的目的仅仅
是为了迫使 append() 方法为 pool 添加一块区域。
大约五秒钟后，我们将 pool[0] 的id设置为2，并等待其输出五秒后退出。
按道理来说，pool[0].SetID(2)之后，程序应该是反复输出数字2，然而运行的结果是，程序
全程只输出数字1。
原因是，当 slice 元素个数超过四个时，append() 会分配一块大小为 8 的空间，
然后把所有元素拷贝进去。虽然 slice 本身是一个指向数组的指针，但它包含的元素都是
实实在在的数据。在这个例子中，拷贝数据时，append() 实实在在地把 pool[0] 的 id 以及各函数的
定义都拷贝过去了，但正在运行的 goroutine 并不属于数据，因此本例中的那个正在运行
的 goroutine 还傻傻地去原来的地方读取 id 值（注意，此处读取 id 用的是指向结构体的指针，
该指针还是指向原来的数据）。
既然我们知道了引发问题的原因，那事情也就好解决了。
我们只需在创建 slice 的时候，往里面存放指向 StructClass 的指针，而不是直接
存放 StructClass 结构体就行了。
上述代码其它部分保持不变，将main函数修改为如下：
func main() {
var (
i int = 0
pool []*StructClass = make([]*StructClass, 0, 4) // 改了这行
)
pool = append(pool, new(StructClass)) // 还有这行
// 这里将 pool[0] 的 id 设置成 1 了。
pool[0].SetID(1)
// 启动一个 goroutine，反复输出 pool[0] 的 id。
pool[0].PrintID()
time.Sleep(time.Second * 5)
for i = 0; i <=5; i = i + 1 {
pool = append(pool, new(StructClass)) // 还有这行
}
// 请注意此时 pool[0] 的 id 被设置成了 2。
pool[0].SetID(2)
time.Sleep(time.Second * 5)
}
因为我懒，所以上述代码的运行结果我都懒得贴了。感兴趣的可以自己测试一下，修改后
的代码正如我们期望的那样，先输出1，五秒后输出2。
若 slice 存放的是指针，那在 append() 进行拷贝操作的时候，只是将指针的指向的地址拷贝过去，
pool[0].SetID(2)语句修改的 id 和pool[0].PrintID()取的 id 引用的地址始终是不变的。
25 Sep 2015 #golang