面试题：Go语言中数组与切片在追加元素时性能差异及原因

Question

在Go语言里，阐述数组和切片在进行追加元素操作时性能有何不同，并说明造成这种差异的原因。

Answer 1

性能差异

1. 数组：在Go语言中，数组一旦声明，其长度就固定不可变，无法直接进行追加元素操作。如果要模拟追加元素，需要创建一个新的更大的数组，并将原数组的内容复制到新数组中，这种操作的性能开销较大，时间复杂度为O(n)，其中n是原数组的元素个数。
2. 切片：切片可以灵活地追加元素。在容量足够时，追加元素操作的时间复杂度为O(1)。当容量不足时，会重新分配内存，创建一个更大的底层数组，并将原切片内容复制到新数组，此时时间复杂度为O(n)，但这种重新分配内存的情况并不频繁，平均下来追加操作接近O(1)的时间复杂度，性能相对数组追加模拟操作要好很多。

差异原因

1. 数组：数组的固定长度特性决定了它不能动态增长，每次模拟追加都需要手动创建新数组并复制数据，这导致了较高的性能开销。
2. 切片：切片是基于数组的动态数据结构，它包含指向底层数组的指针、当前长度和容量信息。当容量足够时，直接在现有底层数组的空闲位置添加元素，效率高。当容量不足时，虽然也需要重新分配内存和复制数据，但Go语言的切片扩容策略采用了成倍增长（通常是2倍，特殊情况下有调整）的方式，减少了频繁扩容的次数，从而在整体上提升了追加元素的性能。