01.字符串底层

1.1 字符串底层结构

• Go中，string 是一种只读的字节序列

• 底层由一个结构体实现的，主要包含以下两个部分

  • 指针：指向存储字符串内容的连续内存块，实际存储的内容是字节序列（[]byte）
  • 长度：len 用来表示字符串的长度（字符串不可变，底层字节序列不会被修改）

• 当容量不够时会重新申请新的内存，Data 指针将指向新的地址，原来的地址空间将被释放

type StringHeader struct {
	Data uintptr      // 字符串首地址，指向底层字节数组的指针
	Len int         	// 字符串长度
}

• 对于字符串Hello，实际底层结构如下

1.2 reflect.StringHeader

• 字符串和数组类似，内置的 len 函数返回字符串的长度
• 也可以通过 reflect.StringHeader 结构访问字符串的长度

package main

import (
	"fmt"
	"reflect"
	"unsafe"
)

func main() {
	a :="aaa"
	// 1.unsafe.Pointer(&a)方法可以得到变量a的地址
	fmt.Println(unsafe.Pointer(&a))  // 0xc000054240

	// 2.(*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&a)) 可以把字符串a转成底层结构的形式
	b := (*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&a)).Len
	fmt.Println(b)  // 3

	// 3.(*[]byte)(unsafe.Pointer(&ssh)) 可以把ssh底层结构体转成byte的切片的指针
	// 4.再通过 *转为指针指向的实际内容
	ssh := *(*reflect.StringHeader)(unsafe.Pointer(&a))
	c := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&ssh))
	fmt.Printf("%v",c)  // [97 97 97]
}

1.3 修改字符串

• 要修改字符串，需要先将其转换成[]rune 或[]byte，完成后再转换为 string
• 无论哪种转换，都会重新分配内存，并复制字节数组

package main
import "fmt"
func main() {
	s1 := "big"
	// 强制类型转换
	byteS1 := []byte(s1)
	byteS1[0] = 'p'
	fmt.Println(string(byteS1))  // pig

	s2 := "白萝卜"
	runeS2 := []rune(s2)
	runeS2[0] = '红'
	fmt.Println(string(runeS2))  // 红萝卜
}

1.4 字符串反转

• rune关键字，从golang源码中看出，它是int32的别名（-2^31 ~ 2^31-1），比起byte（-128～127），可表示更多的字符
• 由于rune可表示的范围更大，所以能处理一切字符，当然也包括中文字符在平时计算中文字符，可用rune
• 因此将字符串转为rune的切片，再进行翻转，完美解决

package main
import"fmt"

func main() {
	src := "2012年的第一场雪！"
	fmt.Println([]rune(src))   // [50 48 49 50 24180 30340 31532 19968 22330 38634 65281]
	fmt.Println(string([]rune(src)))   // []rune(src)
	
	dst := reverse([]rune(src))
	fmt.Printf("%v\n", string(dst))  // ！雪场一第的年2102
}

func reverse(s []rune) []rune {
	for i, j := 0, len(s)-1; i < j; i, j = i+1, j-1 {
		s[i], s[j] = s[j], s[i]
	}
	return s
}