在Golang的日常开发中，len和cap是两个高频使用的内置函数，它们分别用于获取对象的长度和容量，但很多开发者对二者的适用场景和底层逻辑并不清晰，尤其是在处理切片类型时容易混淆两者的返回值含义。
len和cap的基本作用
len是length的缩写，用于返回指定类型的元素个数；cap是capacity的缩写，用于返回指定类型的容量上限。二者都是内置函数，不需要导入任何包即可直接使用。
适用类型说明
len函数适用于以下类型：数组、切片、字符串、映射、通道。cap函数仅适用于数组、切片、通道三种类型，对字符串、映射使用cap会直接编译报错。
不同场景下的使用方式
数组场景
数组是固定长度的类型，声明时长度就已经确定，因此len和cap的返回值完全一致，都等于数组的声明长度。
package main
import "fmt"
func main() {
// 声明长度为5的int数组
var arr [5]int
fmt.Println("数组len:", len(arr)) // 输出 5
fmt.Println("数组cap:", cap(arr)) // 输出 5
}
切片场景
切片是动态长度的引用类型，由指针、长度、容量三部分组成，因此len和cap的返回值通常不同。len返回切片当前包含的元素个数，cap返回切片底层数组从切片起始位置到数组末尾的元素个数。
package main
import "fmt"
func main() {
// 创建长度为3，容量为5的切片
s := make([]int, 3, 5)
fmt.Println("切片初始len:", len(s)) // 输出 3
fmt.Println("切片初始cap:", cap(s)) // 输出 5
// 向切片追加2个元素，未超过容量
s = append(s, 1, 2)
fmt.Println("追加后len:", len(s)) // 输出 5
fmt.Println("追加后cap:", cap(s)) // 输出 5
// 再追加1个元素，超过容量，触发扩容
s = append(s, 3)
fmt.Println("扩容后len:", len(s)) // 输出 6
fmt.Println("扩容后cap:", cap(s)) // 输出 10，扩容后容量翻倍
}
通道场景
对于通道类型，len返回通道中当前缓冲的元素个数，cap返回通道的缓冲容量。无缓冲通道的cap始终为0。
package main
import "fmt"
func main() {
// 创建缓冲容量为3的通道
ch := make(chan int, 3)
fmt.Println("通道初始len:", len(ch)) // 输出 0
fmt.Println("通道初始cap:", cap(ch)) // 输出 3
// 向通道发送2个元素
ch <- 1
ch <- 2
fmt.Println("发送后len:", len(ch)) // 输出 2
fmt.Println("发送后cap:", cap(ch)) // 输出 3
}
底层实现逻辑
数组的len和cap
数组的长度在编译阶段就已经确定，存储在数组的类型信息中，调用len或cap时直接从类型信息中读取长度值，因此二者的返回值必然相同，且执行效率极高。
切片的len和cap
切片的底层结构是reflect.SliceHeader，包含三个字段：
- Data：指向底层数组的指针
- Len：切片当前长度，即len函数的返回值
- Cap：切片容量，即cap函数的返回值
调用len(s)时，直接读取切片结构的Len字段；调用cap(s)时，直接读取切片结构的Cap字段，因此这两个函数的执行都是O(1)时间复杂度，不需要遍历切片元素。
当切片追加元素超过当前容量时，Go运行时会触发扩容逻辑：如果当前容量小于256，新容量会翻倍；如果当前容量大于等于256，新容量会按1.25倍增长，同时会创建新的底层数组，将原有元素拷贝到新数组中。
通道的len和cap
通道的len和cap值由通道运行时的状态维护，len对应通道缓冲队列中当前的元素数量，cap对应通道创建时指定的缓冲大小，这两个值会随着通道的收发操作动态变化。
常见使用注意事项
- 不要对字符串、映射使用cap函数，会导致编译错误
- 切片的len可以大于0但cap为0吗？不会，因为切片的cap一定大于等于len
- 对nil切片调用len和cap都会返回0，不会触发panic
- 切片的容量计算是从切片的第一个元素开始，到其底层数组的末尾，因此子切片的容量可能小于原切片
package main
import "fmt"
func main() {
s := make([]int, 3, 10)
subS := s[1:3]
fmt.Println("原切片cap:", cap(s)) // 输出 10
fmt.Println("子切片cap:", cap(subS)) // 输出 9，从索引1到数组末尾共9个元素
}