【Go】スライスの挙動，スライスの要素削除について調べた

最近Goを使い始めたのですが、スライスの要素削除（フィルタリング）について調べていたところ、アロケーション（メモリ確保）を発生させずに高速に処理する書き方を知りました。

なぜその書き方で動くのか、スライスの挙動を含めて調べてみたので備忘録としてまとめます。

やりたかったこと

既存のスライスから、特定の条件の要素だけを残して他を削除したい。
単純に make で新しいスライスを作るとメモリの確保が起きてしまうので、既存の領域をうまく使い回したい。

結論：こう書く

以下のように書くことで、メモリ割り当てを行わずにフィルタリングできました。

func filterMembers(members []int, removeID int) []int {
    // 1. 元の配列を共有する長さ0のスライスを作る
    next := members[:0] 

    for _, id := range members {
        if id != removeID {
            // 2. appendで条件に合うものだけ詰める
            // (実体の配列が上書きされる)
            next = append(next, id)
        }
    }

    // 3. 結果を返す
    return next
}

ポイントは next := members[:0] です。
一見不思議な書き方ですが、これがどう動いているのかを整理します。

仕組みの理解

スライスと「実体の配列」

Goのスライスについて調べてみると、スライス自体はデータそのものを持っているわけではないことが分かりました。
スライスは、メモリ上のどこかにある 「実体の配列」 を参照しているだけのようです。

具体的には、スライス変数は以下の3つの情報を持っています。

1. ptr: 実体の配列のどこから見るか（開始位置）
2. len: 実体の配列をいくつ見るか（長さ）
3. cap: 実体の配列の容量限界

イメージとしては以下のような感じです。

[ スライス変数 members ]      [ 実体の配列 ]
+-----+-----+-----+          +----+----+----+----+
| ptr | len | cap | -------> | 10 | 20 | 30 | 40 |
+-----+-----+-----+          +----+----+----+----+
   |     4     4               ^
   |                           |
   +---------------------------+

members[:0] で起きること

ここで next := members[:0] を実行すると、「同じ実体の配列を指しつつ、lenだけを0にした新しいスライス」 が作られます。

[ スライス変数 next ]
+-----+-----+-----+
| ptr | len | cap | --+  (同じ実体を共有！)
+-----+-----+-----+   |
   |     0     4      |
   +------------------+
                      |
                      v
[ スライス変数 members ]      [ 実体の配列 ]
+-----+-----+-----+          +----+----+----+----+
| ptr | len | cap | -------> | 10 | 20 | 30 | 40 |
+-----+-----+-----+          +----+----+----+----+
         4     4

重要なのは、新しい実体を作るのではなく、既存の実体を使い回している という点です。
そのため、メモリのアロケーションが発生しません。

append での上書き

この next（長さ0）に対して append を行うと、共有している 実体の配列 の先頭から値が上書きされていきます。

例えば 20 を削除（スキップ）して 10, 30, 40 を残す場合、ループが進むにつれて実体の中身は以下のように変化します。

1. 10 を append → 実体の [0] に 10 を上書き（変化なし）
2. 20 はスキップ
3. 30 を append → 実体の [1] に 30 を上書き
4. 40 を append → 実体の [2] に 40 を上書き

ループ終了後の状態：

実体の配列: [ 10, 30, 40, 40 ]
              ^   ^   ^   ^
              |   |   |   └- (ゴミとして残る古い値)
              |   |   └----- nextの3つ目として上書き
              |   └--------- nextの2つ目として上書き
              └------------- nextの1つ目として上書き

最後に変数の更新が必要

上記の図の通り、実体の中身は書き換わりましたが、元の変数 members はまだ len=4（4つ全部見る設定）のままです。
このままだと、末尾に残った古い 40 まで見えてしまいます。

そのため、最後に return next で新しいスライスを返すか、members = next と代入してスライスの情報を更新する必要があるわけです。

まとめ

• s[:0] は、実体の配列 を共有したまま長さを0にするテクニック。
• これを利用すると、append 時に新しいメモリ確保を行わず、実体の中身を直接上書きできる。
• スライスはあくまで「実体を見るための窓口」であり、実体そのものではない。

この挙動を理解しておくと、パフォーマンスを意識したコードが書けそうです。