在这篇博客文章中，我们将讨论如何通过了解切片在内存中的表示方式以及这对垃圾收集器的影响，更有效地使用slices包中提供的函数。我们还将介绍我们最近如何调整这些函数，使它们变得不那么令人惊讶。
借助类型参数，我们可以为所有类型的切片编写像slices.Index这样的函数：
// Index 返回s中v首次出现的索引，
// 如果不存在，则返回-1。
func Index[S ~[]E, E comparable](s S, v E) int {
for i := range s {
if v == s[i] {
return i
}
}
return -1
}不再需要为每种不同类型的元素再次实现Index。
slices包包含许多这样的助手函数，用于对切片执行常见操作：
s := []string{"Bat", "Fox", "Owl", "Fox"}
s2 := slices.Clone(s)
slices.Sort(s2)
fmt.Println(s2) // [Bat Fox Fox Owl]
s2 = slices.Compact(s2)
fmt.Println(s2) // [Bat Fox Owl]
fmt.Println(slices.Equal(s, s2)) // false一些新函数（Insert、Replace、Delete等）修改切片。要了解它们是如何工作的，以及如何正确使用它们，我们需要检查切片的底层结构。
切片是数组一部分的视图。在内部，切片包含一个指针、一个长度和一个容量。两个切片可以有相同的底层数组，并且可以查看重叠的部分。
例如，这个切片s是对大小为 6 的数组中 4 个元素的视图：
如果函数更改了作为参数传递的切片的长度，则需要将新的切片返回给调用者。如果不需要增长，底层数组可能保持不变。这解释了为什么append和slices.Compact返回一个值，但slices.Sort，仅重新排序元素，不返回值。
考虑删除切片一部分的任务。在泛型出现之前，从切片s中删除部分s[2:5]的标准方法是调用append函数将结尾部分复制到中间部分：
s = append(s[:2], s[5:]...)语法复杂且容易出错，涉及到子切片和可变参数。我们添加了slice.Delete来简化元素的删除：
func Delete[S ~[]E, E any](s S, i, j int) S {
return append(s[:i], s[j:]...)
}一行函数Delete更清晰地表达了程序员的意图。考虑长度为 6、容量为 8 的切片s，包含指针：
这个调用从切片s中删除了s[2]、s[3]、s[4]的元素：
s = slices.Delete(s, 2, 5)
通过向左移动元素s[5]来填补索引 2、3、4 处的空隙，并将新的长度设置为3。
Delete不需要分配新数组，因为它就地移动元素。像append一样，它返回一个新切片。slices包中的许多其他函数也遵循这种模式，包括Compact、CompactFunc、DeleteFunc、Grow、Insert和Replace。
调用这些函数时，我们必须认为原始切片无效，因为底层数组已经被修改。调用函数但忽略返回值将是一个错误：
slices.Delete(s, 2, 5) // 不正确！
// s的长度仍然相同，但内容被修改了不希望的生存期问题
在 Go 1.22 之前，slices.Delete并没有修改新旧切片长度之间的元素。虽然返回的切片不包括这些元素，但在原始的、现在无效的切片的末尾创建的“空隙”继续保留它们。这些元素可能包含指向大对象（20MB 图像）的指针，垃圾收集器不会释放与这些对象关联的内存。这导致内存泄漏，可能导致严重的性能问题。
在上述示例中，我们成功地从s[2:5]中删除了指针p2、p3、p4，通过将一个元素向左移动。但是p3和p4仍然存在于底层数组中，超出s的新长度。垃圾收集器不会回收它们。更不明显的是，p5不是被删除的元素之一，但是由于数组灰色部分保留的p5指针，其内存可能仍然泄漏。
对于开发者来说，如果他们不知道“不可见”的元素仍在占用内存，这可能会令人困惑。
因此，我们有两个选择：
-
• 保持
Delete的高效实现。如果用户想确保指向的值可以被释放，让用户自己将过时的指针设置为nil。 -
• 或者更改
Delete，始终将过时的元素设置为零。这是额外的工作，使得Delete稍微效率低一些。将指针置零（设置为nil）可以在它们变得不可达时启用对象的垃圾收集。
哪个选项最好并不明显。第一个默认提供性能，第二个默认提供内存节俭。
解决方案
一个关键观察是，“将过时的指针设置为nil”并不像看起来那么容易。事实上，这项任务是如此容易出错，以至于我们不应该让用户承担编写它的负担。出于实用主义，我们选择修改Compact、CompactFunc、Delete、DeleteFunc、Replace五个函数的实现，以“清除尾部”。一个好的副作用是，认知负担减少了，用户现在不需要担心这些内存泄漏了。
在 Go 1.22 中，调用 Delete 后，内存看起来像这样：
五个函数中的代码改动使用了新的内置函数clear（Go 1.21）将过时元素设置为s元素类型的零值：
当E是指针、切片、映射、通道或接口的类型时，E的零值是nil。
测试失败
这一变化导致了一些在 Go1.21 中通过的测试在 Go 1.22 中失败，当切片函数被不正确使用时。这是个好消息。当你有一个 bug 时，测试应该让你知道。
如果你忽略了Delete的返回值：
slices.Delete(s, 2, 3) // !! 不正确 !!那么你可能错误地假设s不包含任何 nil 指针。在 Go Playground 中的示例。
如果你忽略了Compact的返回值：
slices.Sort(s) // 正确
slices.Compact(s) // !! 不正确 !!那么你可能错误地假设s已正确排序并压缩。示例。
如果你将Delete的返回值分配给另一个变量，并继续使用原始切片：
u := slices.Delete(s, 2, 3) // !! 不正确，如果你继续使用s !!那么你可能错误地假设s不包含任何 nil 指针。示例。
如果你意外地遮蔽了切片变量，并继续使用原始切片：
s := slices.Delete(s, 2, 3) // !! 不正确，使用:=而不是= !!那么你可能错误地假设s不包含任何 nil 指针。示例。
结论
slices包的 API 相比传统的预泛型语法来删除或插入元素有所改进。
我们鼓励开发者使用新函数，同时避免上述列出的“陷阱”。
得益于最近实现的变更，一类内存泄漏被自动避免，无需对 API 进行任何更改，也不需要开发者做额外工作。
原文始发于微信公众号（技术的游戏）：切片上的健壮范型函数
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