Go語(yǔ)言基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之map的示例詳解
Map
map是一種無(wú)序的基于key-value的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),Go語(yǔ)言中的map是引用類型,必須初始化才能使用。
map定義
Go語(yǔ)言中 map的定義語(yǔ)法如下
map[KeyType]ValueType
其中,
KeyType:表示鍵的類型。
ValueType:表示鍵對(duì)應(yīng)的值的類型。
map類型的變量默認(rèn)初始值為nil,需要使用make()函數(shù)來(lái)分配內(nèi)存。語(yǔ)法為:
make(map[KeyType]ValueType, [cap])
其中cap表示map的容量,該參數(shù)雖然不是必須的,但是我們應(yīng)該在初始化map的時(shí)候就為其指定一個(gè)合適的容量。
map基本使用
map中的數(shù)據(jù)都是成對(duì)出現(xiàn)的,map的基本使用示例代碼如下:
func main() { scoreMap := make(map[string]int, 8) scoreMap["張三"] = 90 scoreMap["小明"] = 100 fmt.Println(scoreMap) fmt.Println(scoreMap["小明"]) fmt.Printf("type of a:%T\n", scoreMap) }
輸出:
map[小明:100 張三:90]
100
type of a:map[string]int
map也支持在聲明的時(shí)候填充元素,例如:
func main() { userInfo := map[string]string{ "username": "pprof.cn", "password": "123456", } fmt.Println(userInfo) // }
判斷某個(gè)鍵是否存在
Go語(yǔ)言中有個(gè)判斷map中鍵是否存在的特殊寫法,格式如下:
value, ok := map[key]
舉個(gè)例子:
func main() { scoreMap := make(map[string]int) scoreMap["張三"] = 90 scoreMap["小明"] = 100 // 如果key存在ok為true,v為對(duì)應(yīng)的值;不存在ok為false,v為值類型的零值 v, ok := scoreMap["張三"] if ok { fmt.Println(v) } else { fmt.Println("查無(wú)此人") } }
map的遍歷
Go語(yǔ)言中使用for range遍歷map。
func main() { scoreMap := make(map[string]int) scoreMap["張三"] = 90 scoreMap["小明"] = 100 scoreMap["王五"] = 60 for k, v := range scoreMap { fmt.Println(k, v) } }
但我們只想遍歷key的時(shí)候,可以按下面的寫法:
func main() { scoreMap := make(map[string]int) scoreMap["張三"] = 90 scoreMap["小明"] = 100 scoreMap["王五"] = 60 for k := range scoreMap { fmt.Println(k) } }
注意: 遍歷map時(shí)的元素順序與添加鍵值對(duì)的順序無(wú)關(guān)。
使用delete()函數(shù)刪除鍵值對(duì)
使用delete()內(nèi)建函數(shù)從map中刪除一組鍵值對(duì),delete()函數(shù)的格式如下:
delete(map, key)
其中,
map:表示要?jiǎng)h除鍵值對(duì)的map
key:表示要?jiǎng)h除的鍵值對(duì)的鍵
示例代碼如下:
func main(){ scoreMap := make(map[string]int) scoreMap["張三"] = 90 scoreMap["小明"] = 100 scoreMap["王五"] = 60 delete(scoreMap, "小明")//將小明:100從map中刪除 for k,v := range scoreMap{ fmt.Println(k, v) } }
按照指定順序遍歷map
func main() { rand.Seed(time.Now().UnixNano()) //初始化隨機(jī)數(shù)種子 var scoreMap = make(map[string]int, 200) for i := 0; i < 100; i++ { key := fmt.Sprintf("stu%02d", i) //生成stu開(kāi)頭的字符串 value := rand.Intn(100) //生成0~99的隨機(jī)整數(shù) scoreMap[key] = value } //取出map中的所有key存入切片keys var keys = make([]string, 0, 200) for key := range scoreMap { keys = append(keys, key) } //對(duì)切片進(jìn)行排序 sort.Strings(keys) //按照排序后的key遍歷map for _, key := range keys { fmt.Println(key, scoreMap[key]) } }
元素為map類型的切片
下面的代碼演示了切片中的元素為map類型時(shí)的操作:
func main() { var mapSlice = make([]map[string]string, 3) for index, value := range mapSlice { fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value) } fmt.Println("after init") // 對(duì)切片中的map元素進(jìn)行初始化 mapSlice[0] = make(map[string]string, 10) mapSlice[0]["name"] = "王五" mapSlice[0]["password"] = "123456" mapSlice[0]["address"] = "紅旗大街" for index, value := range mapSlice { fmt.Printf("index:%d value:%v\n", index, value) } }
值為切片類型的map
下面的代碼演示了map中值為切片類型的操作:
func main() { var sliceMap = make(map[string][]string, 3) fmt.Println(sliceMap) fmt.Println("after init") key := "中國(guó)" value, ok := sliceMap[key] if !ok { value = make([]string, 0, 2) } value = append(value, "北京", "上海") sliceMap[key] = value fmt.Println(sliceMap) }
len(m)獲取map的長(zhǎng)度,go不支持對(duì)map上執(zhí)行cap函數(shù)。
map中的key可以是任意能夠用==操作符比較的類型,不能是函數(shù)、map、切片,以及包含上述3中類型成員變量的的struct。map的value可以是任意類型。
type f func(int) bool type m map[int]byte type s []int type i int var m1 map[i]f fmt.Println(m1) /** 函數(shù)、map、切片不能當(dāng)key **/ // var m2 map[f]bool // fmt.Println(m2) // var m3 map[m]bool // fmt.Println(m3) // var m4 map[s]bool // fmt.Println(m4) type user struct { scores float32 //如果scores是slice,則user不能作為map的key } u := user{} m5 := make(map[user]interface{}) m5[u] = 5 fmt.Println(m5)
Map實(shí)現(xiàn)原理
什么是Map
go map的底層實(shí)現(xiàn)是hash table,根據(jù)key查找value的時(shí)間復(fù)雜度是O(1)。
key與value存儲(chǔ)
最通俗的話說(shuō)Map是一種通過(guò)key來(lái)獲取value的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),其底層存儲(chǔ)方式為數(shù)組,在存儲(chǔ)時(shí)key不能重復(fù),當(dāng)key重復(fù)時(shí),value進(jìn)行覆蓋,我們通過(guò)key進(jìn)行hash運(yùn)算(可以簡(jiǎn)單理解為把key轉(zhuǎn)化為一個(gè)整形數(shù)字)然后對(duì)數(shù)組的長(zhǎng)度取余,得到key存儲(chǔ)在數(shù)組的哪個(gè)下標(biāo)位置,最后將key和value組裝為一個(gè)結(jié)構(gòu)體,放入數(shù)組下標(biāo)處,看下圖:
length = len(array) = 4 hashkey1 = hash(xiaoming) = 4 index1 = hashkey1% length= 0 hashkey2 = hash(xiaoli) = 6 index2 = hashkey2% length= 2
hash沖突
如上圖所示,數(shù)組一個(gè)下標(biāo)處只能存儲(chǔ)一個(gè)元素,也就是說(shuō)一個(gè)數(shù)組下標(biāo)只能存儲(chǔ)一對(duì)key,value, hashkey(xiaoming)=4占用了下標(biāo)0的位置,假設(shè)我們遇到另一個(gè)key,hashkey(xiaowang)也是4,這就是hash沖突(不同的key經(jīng)過(guò)hash之后得到的值一樣),那么key=xiaowang的怎么存儲(chǔ)?
hash沖突的常見(jiàn)解決方法
開(kāi)放定址法:也就是說(shuō)當(dāng)我們存儲(chǔ)一個(gè)key,value時(shí),發(fā)現(xiàn)hashkey(key)的下標(biāo)已經(jīng)被別key占用,那我們?cè)谶@個(gè)數(shù)組中空間中重新找一個(gè)沒(méi)被占用的存儲(chǔ)這個(gè)沖突的key,那么沒(méi)被占用的有很多,找哪個(gè)好呢?常見(jiàn)的有線性探測(cè)法,線性補(bǔ)償探測(cè)法,隨機(jī)探測(cè)法,這里我們主要說(shuō)一下線性探測(cè)法
線性探測(cè),字面意思就是按照順序來(lái),從沖突的下標(biāo)處開(kāi)始往后探測(cè),到達(dá)數(shù)組末尾時(shí),從數(shù)組開(kāi)始處探測(cè),直到找到一個(gè)空位置存儲(chǔ)這個(gè)key,當(dāng)數(shù)組都找不到的情況下回?cái)U(kuò)容(事實(shí)上當(dāng)數(shù)組容量快滿的時(shí)候就會(huì)擴(kuò)容了);查找某一個(gè)key的時(shí)候,找到key對(duì)應(yīng)的下標(biāo),比較key是否相等,如果相等直接取出來(lái),否則按照順尋探測(cè)直到碰到一個(gè)空位置,說(shuō)明key不存在。如下圖:首先存儲(chǔ)key=xiaoming在下標(biāo)0處,當(dāng)存儲(chǔ)key=xiaowang時(shí),hash沖突了,按照線性探測(cè),存儲(chǔ)在下標(biāo)1處,(紅色的線是沖突或者下標(biāo)已經(jīng)被占用了) 再者key=xiaozhao存儲(chǔ)在下標(biāo)4處,當(dāng)存儲(chǔ)key=xiaoliu是,hash沖突了,按照線性探測(cè),從頭開(kāi)始,存儲(chǔ)在下標(biāo)2處 (黃色的是沖突或者下標(biāo)已經(jīng)被占用了)
拉鏈法:何為拉鏈,簡(jiǎn)單理解為鏈表,當(dāng)key的hash沖突時(shí),我們?cè)跊_突位置的元素上形成一個(gè)鏈表,通過(guò)指針互連接,當(dāng)查找時(shí),發(fā)現(xiàn)key沖突,順著鏈表一直往下找,直到鏈表的尾節(jié)點(diǎn),找不到則返回空,如下圖:
開(kāi)放定址(線性探測(cè))和拉鏈的優(yōu)缺點(diǎn)
- 由上面可以看出拉鏈法比線性探測(cè)處理簡(jiǎn)單
- 線性探測(cè)查找是會(huì)被拉鏈法會(huì)更消耗時(shí)間
- 線性探測(cè)會(huì)更加容易導(dǎo)致擴(kuò)容,而拉鏈不會(huì)
- 拉鏈存儲(chǔ)了指針,所以空間上會(huì)比線性探測(cè)占用多一點(diǎn)
- 拉鏈?zhǔn)莿?dòng)態(tài)申請(qǐng)存儲(chǔ)空間的,所以更適合鏈長(zhǎng)不確定的
Go中Map的使用
直接用代碼描述,直觀,簡(jiǎn)單,易理解
//直接創(chuàng)建初始化一個(gè)mao var mapInit = map[string]string {"xiaoli":"湖南", "xiaoliu":"天津"} //聲明一個(gè)map類型變量, //map的key的類型是string,value的類型是string var mapTemp map[string]string //使用make函數(shù)初始化這個(gè)變量,并指定大小(也可以不指定) mapTemp = make(map[string]string,10) //存儲(chǔ)key ,value mapTemp["xiaoming"] = "北京" mapTemp["xiaowang"]= "河北" //根據(jù)key獲取value, //如果key存在,則ok是true,否則是flase //v1用來(lái)接收key對(duì)應(yīng)的value,當(dāng)ok是false時(shí),v1是nil v1,ok := mapTemp["xiaoming"] fmt.Println(ok,v1) //當(dāng)key=xiaowang存在時(shí)打印value if v2,ok := mapTemp["xiaowang"]; ok{ fmt.Println(v2) } //遍歷map,打印key和value for k,v := range mapTemp{ fmt.Println(k,v) } //刪除map中的key delete(mapTemp,"xiaoming") //獲取map的大小 l := len(mapTemp) fmt.Println(l)
看了上面的map創(chuàng)建,初始化,增刪改查等操作,我們發(fā)現(xiàn)go的api其實(shí)挺簡(jiǎn)單易學(xué)的
Go中Map的實(shí)現(xiàn)原理
知其然,更得知其所以然,會(huì)使用map了,多問(wèn)問(wèn)為什么,go底層map到底怎么存儲(chǔ)呢?接下來(lái)我們一探究竟。map的源碼位于 src/runtime/map.go中 筆者go的版本是1.12在go中,map同樣也是數(shù)組存儲(chǔ)的的,每個(gè)數(shù)組下標(biāo)處存儲(chǔ)的是一個(gè)bucket,這個(gè)bucket的類型見(jiàn)下面代碼,每個(gè)bucket中可以存儲(chǔ)8個(gè)kv鍵值對(duì),當(dāng)每個(gè)bucket存儲(chǔ)的kv對(duì)到達(dá)8個(gè)之后,會(huì)通過(guò)overflow指針指向一個(gè)新的bucket,從而形成一個(gè)鏈表,看bmap的結(jié)構(gòu),我想大家應(yīng)該很納悶,沒(méi)看見(jiàn)kv的結(jié)構(gòu)和overflow指針啊,事實(shí)上,這兩個(gè)結(jié)構(gòu)體并沒(méi)有顯示定義,是通過(guò)指針運(yùn)算進(jìn)行訪問(wèn)的。
//bucket結(jié)構(gòu)體定義 b就是bucket type bmap{ // tophash generally contains the top byte of the hash value // for each key in this bucket. If tophash[0] < minTopHash, // tophash[0] is a bucket evacuation state instead. //翻譯:top hash通常包含該bucket中每個(gè)鍵的hash值的高八位。 如果tophash[0]小于mintophash,則tophash[0]為桶疏散狀態(tài) //bucketCnt 的初始值是8 tophash [bucketCnt]uint8 // Followed by bucketCnt keys and then bucketCnt values. // NOTE: packing all the keys together and then all the values together makes the // code a bit more complicated than alternating key/value/key/value/... but it allows // us to eliminate padding which would be needed for, e.g., map[int64]int8.// Followed by an overflow pointer. //翻譯:接下來(lái)是bucketcnt鍵,然后是bucketcnt值。 注意:將所有鍵打包在一起,然后將所有值打包在一起, 使得代碼比交替鍵/值/鍵/值/更復(fù)雜。但它允許//我們消除可能需要的填充, 例如map[int64]int8./后面跟一個(gè)溢出指針}
看上面代碼以及注釋,我們能得到bucket中存儲(chǔ)的kv是這樣的,tophash用來(lái)快速查找key值是否在該bucket中,而不同每次都通過(guò)真值進(jìn)行比較;還有kv的存放,為什么不是k1v1,k2v2…… 而是k1k2…v1v2…,我們看上面的注釋說(shuō)的 map[int64]int8,key是int64(8個(gè)字節(jié)),value是int8(一個(gè)字節(jié)),kv的長(zhǎng)度不同,如果按照kv格式存放,則考慮內(nèi)存對(duì)齊v也會(huì)占用int64,而按照后者存儲(chǔ)時(shí),8個(gè)v剛好占用一個(gè)int64,從這個(gè)就可以看出go的map設(shè)計(jì)之巧妙。
最后我們分析一下go的整體內(nèi)存結(jié)構(gòu),閱讀一下map存儲(chǔ)的源碼,如下圖所示,當(dāng)往map中存儲(chǔ)一個(gè)kv對(duì)時(shí),通過(guò)k獲取hash值,hash值的低八位和bucket數(shù)組長(zhǎng)度取余,定位到在數(shù)組中的那個(gè)下標(biāo),hash值的高八位存儲(chǔ)在bucket中的tophash中,用來(lái)快速判斷key是否存在,key和value的具體值則通過(guò)指針運(yùn)算存儲(chǔ),當(dāng)一個(gè)bucket滿時(shí),通過(guò)overfolw指針鏈接到下一個(gè)bucket。
go的map存儲(chǔ)源碼如下,省略了一些無(wú)關(guān)緊要的代碼
func mapassign(t *maptype, h *hmap, key unsafe.Pointer) unsafe.Pointer { //獲取hash算法 alg := t.key.alg //計(jì)算hash值 hash := alg.hash(key, uintptr(h.hash0)) //如果bucket數(shù)組一開(kāi)始為空,則初始化 if h.buckets == nil { h.buckets = newobject(t.bucket) // newarray(t.bucket, 1) } again: // 定位存儲(chǔ)在哪一個(gè)bucket中 bucket := hash & bucketMask(h.B) //得到bucket的結(jié)構(gòu)體 b := (*bmap)(unsafe.Pointer(uintptr(h.buckets) +bucket*uintptr(t.bucketsize))) //獲取高八位hash值 top := tophash(hash) var inserti *uint8 var insertk unsafe.Pointer var val unsafe.Pointer bucketloop: //死循環(huán) for { //循環(huán)bucket中的tophash數(shù)組 for i := uintptr(0); i < bucketCnt; i++ { //如果hash不相等 if b.tophash[i] != top { //判斷是否為空,為空則插入 if isEmpty(b.tophash[i]) && inserti == nil { inserti = &b.tophash[i] insertk = add(unsafe.Pointer(b), dataOffset+i*uintptr(t.keysize)) val = add( unsafe.Pointer(b), dataOffset+bucketCnt*uintptr(t.keysize)+i*uintptr(t.valuesize) ) } //插入成功,終止最外層循環(huán) if b.tophash[i] == emptyRest { break bucketloop } continue } //到這里說(shuō)明高八位hash一樣,獲取已存在的key k := add(unsafe.Pointer(b), dataOffset+i*uintptr(t.keysize)) if t.indirectkey() { k = *((*unsafe.Pointer)(k)) } //判斷兩個(gè)key是否相等,不相等就循環(huán)下一個(gè) if !alg.equal(key, k) { continue } // 如果相等則更新 if t.needkeyupdate() { typedmemmove(t.key, k, key) } //獲取已存在的value val = add(unsafe.Pointer(b), dataOffset+bucketCnt*uintptr(t.keysize)+i*uintptr(t.valuesize)) goto done } //如果上一個(gè)bucket沒(méi)能插入,則通過(guò)overflow獲取鏈表上的下一個(gè)bucket ovf := b.overflow(t) if ovf == nil { break } b = ovf } if inserti == nil { // all current buckets are full, allocate a new one. newb := h.newoverflow(t, b) inserti = &newb.tophash[0] insertk = add(unsafe.Pointer(newb), dataOffset) val = add(insertk, bucketCnt*uintptr(t.keysize)) } // store new key/value at insert position if t.indirectkey() { kmem := newobject(t.key) *(*unsafe.Pointer)(insertk) = kmem insertk = kmem } if t.indirectvalue() { vmem := newobject(t.elem) *(*unsafe.Pointer)(val) = vmem } typedmemmove(t.key, insertk, key) //將高八位hash值存儲(chǔ) *inserti = top h.count++ return val }
到此這篇關(guān)于Go語(yǔ)言基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之map的示例詳解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go map內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
相關(guān)文章
GO語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建過(guò)程圖文詳解
這篇文章主要介紹了GO語(yǔ)言開(kāi)發(fā)環(huán)境搭建過(guò)程圖文詳解,本文給大家介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價(jià)值,需要的朋友可以參考下2021-01-01go調(diào)用shell命令兩種方式實(shí)現(xiàn)(有無(wú)返回值)
本文主要介紹了go調(diào)用shell命令兩種方式實(shí)現(xiàn)(有無(wú)返回值),主要用于執(zhí)行shell命令,并且返回shell的標(biāo)準(zhǔn)輸出,具有一定的參考價(jià)值,感興趣的可以了解一下2021-12-12Golang中時(shí)間格式化的實(shí)現(xiàn)詳解
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Go語(yǔ)言中進(jìn)行時(shí)間進(jìn)行格式化的相關(guān)知識(shí),文中的示例代碼講解詳細(xì),感興趣的小伙伴可以跟隨小編一起了解一下2023-09-09基于Golang實(shí)現(xiàn)Redis分布式鎖解決秒殺問(wèn)題
這篇文章主要給大家介紹了使用Golang實(shí)現(xiàn)Redis分布式鎖解決秒殺問(wèn)題,文中有詳細(xì)的代碼示例供大家參考,具有一定的參考價(jià)值,需要的朋友可以參考下2023-08-08goland中使用leetcode插件實(shí)現(xiàn)
本文主要介紹了goland中使用leetcode插件實(shí)現(xiàn),文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2023-04-04完美解決beego 根目錄不能訪問(wèn)靜態(tài)文件的問(wèn)題
下面小編就為大家?guī)?lái)一篇完美解決beego 根目錄不能訪問(wèn)靜態(tài)文件的問(wèn)題。小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在就分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧2017-06-06Golang在Mac、Linux、Windows下如何交叉編譯的實(shí)現(xiàn)
這篇文章主要介紹了Golang在Mac、Linux、Windows下如何交叉編譯的實(shí)現(xiàn),文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧2020-03-03