Go 语言中的 Three-index slices

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最近在看一段源码的时候，发现了一个从未见过的 slice 的用法：

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for batchSize < len(readValues) {
    rawValues[address] = readValues[0:batchSize:batchSize]
    address = address + 1
    readValues = readValues[batchSize:]
}

其中readValues[0:batchSize:batchSize]为一个切片操作，但令人困惑的是其拥有3个索引值；这种书写形式在我读过的有限书籍中从未见过，官方的 [Specification](https://golang.org/ref/spec) 也没有找到相应的描述，所以打算将其弄个一清二楚。

经过一番 google 之后，golang slice, slicing a slice with slice[a:b:c] 和 Re-slicing slices in Golang 两篇问答让我顺藤摸瓜找到了源头，它源自 Go1.2 中的新特性——Three-index slices。

我们知道，一个 slice 由三个部分构成：指针、长度和容量:

  • 指针, 指向其第一个元素对应的底层数组元素的地址
  • 长度,对应的是slice中的元素个数，也就是通过下标对slice中的元素进行访问时，不得超过长度的大小，否则会panic
  • 容量,一般是从slice的第一个元素位置到底层数据的结尾位置。

slice[i:j:k] 第二个冒号之后的索引便是容量，默认情况下的容量是这个slice能hold住的最大元素个数，也就是上文提到的从slice的第一个元素位置到底层数据的结尾位置，即使这个slice再被截取，容量也是从起始位置到底层数组的结尾位置。

那什么叫hold住呢？长度以外容量以内的元素又不能通过下标访问，这能叫hold么？当然，长度以外容量以内意味着你可以append，我们试举一例：

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var a = []int{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10}
b := a[2:5]
fmt.Println(b[3]) // panic
b = append(b, 100)
fmt.Println(b[3])
fmt.Println(a) // [1 2 3 4 5 100 7 8 9 10]

可以看到切片b的长度为3，直接通过下标访问b[3]会报运行时恐慌，而它的默认容量是8，所以可以append新值进去，并且最终修改了底层数组的值，通过打印切片a就可以看到底层数组也被修改了，a与b共享底层数组。

接下来我们使用第三个索引来指定切片的容量和长度一样：

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c := a[2:5:5]
c = append(c, 200)
fmt.Println(c) // [3 4 5 200]
fmt.Println(a) // [1 2 3 4 5 100 7 8 9 10]

可见，切片a的内容并没有变，因为c的容量有限，append操作引起了扩容，从而使得切片c的底层数组与切片a的底层数组分道扬镳。码农桃花源的深度解密Go语言之Slice中对于数组扩容有更精彩的图文论述，其中也有data[low:high:max]的论述，只是当时阅读数未曾引起重视。

官网用于说明的例子是：

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var array [10]int
slice = array[2:4:7]

一句话来表述容量被限制之后的结果： It is impossible to use this new slice value to access the last three elements of the original array.

这个特性偶尔会很有用，比如在处理底层的[]byte时，如果很清楚调用者不会去修改slice中的值，那么就可以使用这种方式来更好的保护底层的数组，正如我开篇提到的那段代码一样。

三个索引值，第一个可以省略，如果省略就代表 0.