数组与切片的区别

面试官：请问 Go 语言中数组（Array）和切片（Slice）的区别是什么？

面试回答

“在 Go 语言中，数组和切片最核心的区别在于长度是否可变以及传递方式。

首先，数组是定长的，它的长度在声明时就已经确定，并且是类型的一部分。比如 [3]int 和 [5]int 是完全不同的类型。而切片是动态的，它的长度可以随时改变，底层其实是对数组的一个封装。

其次，在赋值和函数传参时，Go 语言中只有值传递。传递数组时，会进行完整的内存拷贝，如果数组很大，性能开销会很高。而传递切片时，拷贝的仅仅是切片底层的结构体（包含指针、长度和容量），因为指针指向同一个底层数组，所以表现出了引用语义，底层数组是共享的，效率非常高。

在实际开发中，我们绝大多数情况下使用的都是切片，因为它的动态扩容特性更加灵活。只有在明确知道数据长度固定，或者需要作为 map 的 key 时，才会考虑使用数组。”

系统讲解

核心对比

特性	数组 (Array)	切片 (Slice)
长度	固定，声明后不可改变	动态，可随时通过 `append` 扩容
类型	长度是类型的一部分 (`[3]int` ≠ `[5]int`)	长度不是类型的一部分 (`[]int`)
传递方式	值传递，拷贝整个数组	值传递，仅拷贝切片头结构体（表现出引用语义）
底层结构	连续的内存块	包含指针、长度 (`len`) 和容量 (`cap`) 的结构体
初始化	`[3]int{1, 2, 3}` 或 `[...]int{1, 2, 3}`	`make([]int, 0, 5)` 或 `[]int{1, 2, 3}`

底层原理

切片 (Slice) 的底层结构 reflect.SliceHeader 如下：

type SliceHeader struct {
    Data uintptr // 指向底层数组的指针
    Len  int     // 切片当前包含的元素个数
    Cap  int     // 底层数组的容量（从指针位置到数组末尾的长度）
}

因为切片是对底层数组的视图（View），所以多个切片可以共享同一个底层数组。当修改切片中的元素时，底层数组也会被修改。

代码示例

// 1. 数组：值传递与类型差异
func testArray() {
    arr1 := [3]int{1, 2, 3}
    arr2 := arr1 // 发生值拷贝
    arr2[0] = 99
    
    fmt.Println(arr1) // 输出: [1 2 3] (原数组未改变)
    fmt.Println(arr2) // 输出: [99 2 3]
    
    // var arr3 [4]int = arr1 // 编译报错：cannot use arr1 (type [3]int) as type [4]int
}
 
// 2. 切片：值传递（拷贝切片头）与动态扩容
func testSlice() {
    slice1 := []int{1, 2, 3}
    slice2 := slice1 // 仅拷贝 SliceHeader，底层数组共享
    slice2[0] = 99
    
    fmt.Println(slice1) // 输出: [99 2 3] (原切片被改变)
    fmt.Println(slice2) // 输出: [99 2 3]
    
    // 动态扩容
    slice1 = append(slice1, 4)
    fmt.Println(len(slice1), cap(slice1)) // 容量不足时会自动扩容
}

常见追问

追问 1：切片的扩容机制是怎样的？

在 Go 1.18 之前，当切片容量小于 1024 时，每次扩容容量翻倍（newcap = oldcap * 2）；当容量大于等于 1024 时，每次增加 25%（newcap = oldcap * 1.25）。从 Go 1.18 开始，为了让扩容更加平滑，阈值调整为 256。当容量小于 256 时，依然是翻倍；大于等于 256 时，每次增加的容量会随着当前容量的增大而逐渐减小，大致公式为 newcap = oldcap + (oldcap + 3*256) / 4。

追问 2：切片作为函数参数传递时，在函数内 append 会影响外部吗？

不会直接影响外部切片的长度。因为 Go 中只有值传递，传递切片时，拷贝了底层数组的指针、长度（len）和容量（cap）。如果在函数内修改已有元素，外部可见；但如果使用 append 添加了新元素，由于外部切片的 len 没有改变，外部依然无法访问到新添加的元素。如果 append 触发了扩容，内部切片会指向一块新的内存，此时内部和外部的底层数组就完全脱钩了。如果需要修改外部切片，应该传递切片的指针 *[]int，或者将修改后的切片作为返回值返回。

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