Go Wiki: SliceTricks

組み込みの append の導入以来、Go 1 で削除された container/vector パッケージの機能のほとんどは、append と copy を使用して再現できます。

ジェネリクスの導入以来、これらの関数のうちいくつかのジェネリック実装が golang.org/x/exp/slices パッケージで利用可能になりました。

以下に、vector メソッドと、それに対応するスライス操作のアナログを示します。

AppendVector

a = append(a, b...)

Copy

b := make([]T, len(a))
copy(b, a)

// These two are often a little slower than the above one,
// but they would be more efficient if there are more
// elements to be appended to b after copying.
b = append([]T(nil), a...)
b = append(a[:0:0], a...)

// This one-line implementation is equivalent to the above
// two-line make+copy implementation logically. But it is
// actually a bit slower (as of Go toolchain v1.16).
b = append(make([]T, 0, len(a)), a...)

Cut

a = append(a[:i], a[j:]...)

Delete

a = append(a[:i], a[i+1:]...)
// or
a = a[:i+copy(a[i:], a[i+1:])]

順序を保持せずに Delete

a[i] = a[len(a)-1] 
a = a[:len(a)-1]

注意 要素の型がポインタ、またはポインタフィールドを持つ構造体で、ガーベージコレクションが必要な場合、上記の Cut および Delete の実装には、潜在的なメモリリークの問題があります。値を持つ一部の要素は、スライス a の基になる配列によって参照されたままですが、スライスには「見えません」。削除された値は基になる配列で参照されるため、コードから参照できなくても、GC 中は削除された値に「到達可能」なままです。基になる配列が長期間存続する場合、これはリークとなります。以下のコードでこの問題を修正できます。

Cut

copy(a[i:], a[j:])
for k, n := len(a)-j+i, len(a); k < n; k++ {
    a[k] = nil // or the zero value of T
}
a = a[:len(a)-j+i]

Delete

copy(a[i:], a[i+1:])
a[len(a)-1] = nil // or the zero value of T
a = a[:len(a)-1]

順序を保持せずに Delete

a[i] = a[len(a)-1]
a[len(a)-1] = nil
a = a[:len(a)-1]

Expand

位置 i に n 個の要素を挿入する

a = append(a[:i], append(make([]T, n), a[i:]...)...)

Extend

n 個の要素を Append

a = append(a, make([]T, n)...)

Extend Capacity

再割り当てせずに n 個の要素を追加するスペースがあることを確認する

if cap(a)-len(a) < n {
    a = append(make([]T, 0, len(a)+n), a...)
}

Filter (インプレース)

n := 0
for _, x := range a {
    if keep(x) {
        a[n] = x
        n++
    }
}
a = a[:n]

Insert

a = append(a[:i], append([]T{x}, a[i:]...)...)

注意: 2番目の append は、独自の基になるストレージを持つ新しいスライスを作成し、a[i:] の要素をそのスライスにコピーし、これらの要素は (最初の append によって) スライス a にコピーし直されます。新しいスライスの作成 (およびそれによるメモリゴミ) と2番目のコピーは、代替方法を使用することで回避できます。

Insert

s = append(s, 0 /* use the zero value of the element type */)
copy(s[i+1:], s[i:])
s[i] = x

InsertVector

a = append(a[:i], append(b, a[i:]...)...)

// The above one-line way copies a[i:] twice and
// allocates at least once.
// The following verbose way only copies elements
// in a[i:] once and allocates at most once.
// But, as of Go toolchain 1.16, due to lacking of
// optimizations to avoid elements clearing in the
// "make" call, the verbose way is not always faster.
//
// Future compiler optimizations might implement
// both in the most efficient ways.
//
// Assume element type is int.
func Insert(s []int, k int, vs ...int) []int {
    if n := len(s) + len(vs); n <= cap(s) {
        s2 := s[:n]
        copy(s2[k+len(vs):], s[k:])
        copy(s2[k:], vs)
        return s2
    }
    s2 := make([]int, len(s) + len(vs))
    copy(s2, s[:k])
    copy(s2[k:], vs)
    copy(s2[k+len(vs):], s[k:])
    return s2
}

a = Insert(a, i, b...)

Push

a = append(a, x)

Pop

x, a = a[len(a)-1], a[:len(a)-1]

Push Front/Unshift

a = append([]T{x}, a...)

Pop Front/Shift

x, a = a[0], a[1:]

追加のトリック

割り当てなしのフィルタリング

このトリックは、スライスが元の配列と同じバッキング配列と容量を共有しているという事実を利用しているため、ストレージはフィルタリングされたスライス用に再利用されます。もちろん、元の内容は変更されます。

b := a[:0]
for _, x := range a {
    if f(x) {
        b = append(b, x)
    }
}

ガーベージコレクションが必要な要素については、以下のコードを後で含めることができます。

clear(a[len(b):])

Reversing

スライスの内容を同じ要素で逆順に置き換えるには

for i := len(a)/2-1; i >= 0; i-- {
    opp := len(a)-1-i
    a[i], a[opp] = a[opp], a[i]
}

同じことだが、2つのインデックスを使用

for left, right := 0, len(a)-1; left < right; left, right = left+1, right-1 {
    a[left], a[right] = a[right], a[left]
}

Shuffling

フィッシャー・イェーツアルゴリズム

Go 1.10以降、これは math/rand.Shuffle で利用可能です。

for i := len(a) - 1; i > 0; i-- {
    j := rand.Intn(i + 1)
    a[i], a[j] = a[j], a[i]
}

最小限の割り当てによるバッチ処理

大きなスライスでバッチ処理を行いたい場合に便利です。

actions := []int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
batchSize := 3
batches := make([][]int, 0, (len(actions) + batchSize - 1) / batchSize)

for batchSize < len(actions) {
    actions, batches = actions[batchSize:], append(batches, actions[0:batchSize:batchSize])
}
batches = append(batches, actions)

以下を生成します。

[[0 1 2] [3 4 5] [6 7 8] [9]]

インプレースでの重複排除 (比較可能)

import "sort"

in := []int{3,2,1,4,3,2,1,4,1} // any item can be sorted
sort.Ints(in)
j := 0
for i := 1; i < len(in); i++ {
    if in[j] == in[i] {
        continue
    }
    j++
    // preserve the original data
    // in[i], in[j] = in[j], in[i]
    // only set what is required
    in[j] = in[i]
}
result := in[:j+1]
fmt.Println(result) // [1 2 3 4]

可能であれば、先頭に移動するか、存在しない場合は先頭に追加します (インプレース)。

// moveToFront moves needle to the front of haystack, in place if possible.
func moveToFront(needle string, haystack []string) []string {
    if len(haystack) != 0 && haystack[0] == needle {
        return haystack
    }
    prev := needle
    for i, elem := range haystack {
        switch {
        case i == 0:
            haystack[0] = needle
            prev = elem
        case elem == needle:
            haystack[i] = prev
            return haystack
        default:
            haystack[i] = prev
            prev = elem
        }
    }
    return append(haystack, prev)
}

haystack := []string{"a", "b", "c", "d", "e"} // [a b c d e]
haystack = moveToFront("c", haystack)         // [c a b d e]
haystack = moveToFront("f", haystack)         // [f c a b d e]

スライディングウィンドウ

func slidingWindow(size int, input []int) [][]int {
    // returns the input slice as the first element
    if len(input) <= size {
        return [][]int{input}
    }

    // allocate slice at the precise size we need
    r := make([][]int, 0, len(input)-size+1)

    for i, j := 0, size; j <= len(input); i, j = i+1, j+1 {
        r = append(r, input[i:j])
    }

    return r
}