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Go字典使用詳解_Golang

作者:Mingvvv ? 更新時間: 2022-12-15 編程語言

和許多編程語言一樣,在 Go 中,字典是一組鍵-值對( Go 中稱鍵-元素對)的集合。

存儲/查找原理

當我們要存儲或者查找某個鍵-元素對的時候,哈希表會先使用哈希函數將鍵值轉換為哈希值,哈希值一般是一個無符號的整數。

一個哈希表內會存有一定數量的哈希桶,在字典的結構里面,有一個屬性 B ,這個屬性代表當前字典里面桶的個數 (2^B) 。

	// A header for a Go map.
	type hmap struct {
	   // Note: the format of the hmap is also encoded in cmd/compile/internal/gc/reflect.go.
	   // Make sure this stays in sync with the compiler's definition.
	   count     int // # live cells == size of map.  Must be first (used by len() builtin)
	   flags     uint8
	   B         uint8  // log_2 of # of buckets (can hold up to loadFactor * 2^B items)
	   noverflow uint16 // approximate number of overflow buckets; see incrnoverflow for details
	   hash0     uint32 // hash seed
	   buckets    unsafe.Pointer // array of 2^B Buckets. may be nil if count==0.
	   oldbuckets unsafe.Pointer // previous bucket array of half the size, non-nil only when growing
	   nevacuate  uintptr        // progress counter for evacuation (buckets less than this have been evacuated)
	   extra *mapextra // optional fields
	}

比如當 B 為 5 的時候,通過獲取哈希值的低 5 位就能判斷出當前鍵-元素對應該存放在哪一個桶里面。例如我們通過哈希函數,獲取到了一個鍵-元素對中鍵值的哈希值為

1001011100001111011011001000111100101010001001011001010101011011

其中,低 5 位代表其所屬的桶的位置,11011 換算為十進制為 26 ,即該鍵-元素對存在第 26 個桶內。哈希桶內存儲的是“鍵的哈希值-內部結構”對的集合,即是按照 鍵1 鍵2 … 鍵8 元素1 元素2 … 元素8 溢出指針 的方式存儲,是一塊連續的內存,且鍵和元素時捆綁存儲的。我們找到哈希桶之后,再對比鍵值,就可以定位我們所以需要的鍵的位置,又因為鍵 - 元素對是捆綁存儲的,所以找到了鍵就等于是找到對應的元素值。

存儲時也是同樣的道理,但是要注意的是,每一個存儲桶最多只能存儲 8 個鍵-元素對,當超出 8 個的時候,就會生成一個溢出桶,并且當前哈希桶的溢出指針(上述連續內存的最后一塊)會指向新生成的溢出桶。

限制

其實從上面就可以看出,字典類型其實是一個哈希表的一個特定實現,其中鍵和元素的最大區別在于鍵必須是可以哈希的,而元素卻可以是任意類型的,因此字典中的鍵類型是受限的。

字典聲明

// 聲明字典 是個 nil 未初始化,直接存值會報錯
var s0 map[string] int
// 聲明字典并初始化
s1 := map[string]int{}    
// 使用 make 聲明
s2 := make(map[string] int)
fmt.Println(s0, s1, s2, s3)

-------結果-------------------------
map[] map[] map[]

要注意:聲明字典的時候 key 的類型不能是函數、字典、切片。因為根據上面查找字典鍵-元素對的過程可以知道,最后是要通過比較桶內鍵和要查詢的鍵是不是一樣來確定鍵-元素對的位置的,但是這三種類型不支持判等操作,所以鍵的類型不支持這三種,編譯器會直接報錯。

但是有一個比較特殊的類型:接口 interface{},interface{} 是支持判等操作的,所以編譯器不會報錯。但是又因為 interface{} 這個空接口相當于是個萬能類型,可以接受任何類型的值,所以會出現以下情況的代碼:

var s4 = map[interface{}]int{
	"1":      1,
	[]int{2}: 2,
	3:        3,
}
fmt.Println(s4)

------結果--------------
panic: runtime error: hash of unhashable type []int

當我們運行時,就會出現 panic 恐慌。程序運行出現這樣的報錯我們還能及時調整,但在程序運行時,我們添加了這樣的鍵值對進去導致系統異常,再修改就為時已晚了,所以我們最好不要使用 interface{} 作為鍵的類型,而且我們要優先考慮計算哈希值比較快的類型作為字典的鍵類型 。

字典賦值

//初始化
s0 := map[string]int{}
fmt.Println(s0)
//添加key-value
s0["one"] = 1
s0["two"] = 2
fmt.Println(s0)
//修改指定key的值
s0["one"] = 11
s0["two"] = 22
fmt.Println(s0)
//刪除指定key的元素
delete(s0, "one")
fmt.Println(s0)
//獲取key-value對個數
fmt.Println(len(s0))

------結果-------------------
map[]
map[one:1 two:2]
map[one:11 two:22]
map[two:22]
1

特殊類型修改值

如果值的類型是數組或者結構體,那么不能直接修改 value 成員

s0 := map[string]struct {
	x int
}{}
s0["one"] = struct{ x int }{1}
s0["two"] = struct{ x int }{2}
s0["one"].x = 1 //這里編譯器會直接報錯

方法一:先獲取全部value,修改之后重新賦值

s0 := map[string]struct {
	x int
}{}
s0["one"] = struct{ x int }{1}
s0["two"] = struct{ x int }{2}
s0["one"].x = 1 //這里編譯器會直接報錯
// 正確做法一
s1 := s0["one"]
s1.x = 111
s0["one"] = s1 
fmt.Println(s0)

-----結果------------------
map[one:{111} two:{2}]

方法二:使用指針類型

* 開頭表示是指針類型

& 是取址符號,即獲取對應程序實體對象的地址

// 正確做法二 
// value 的類型是指針類型,指針指向結構體
s0 := map[string]*struct {
	x int
}{}
//創建一個結構體并把指針添加到字典中
s0["one"] = &struct{ x int }{1}
fmt.Println(*s0["one"])
s0["one"].x = 111
fmt.Println(*s0["one"])

-----結果------------------
{1}
{111}

字典遍歷

s0 := map[string]int{}
s0["one"] = 1
s0["two"] = 2
//接收 key 和 value
for k, vla := range s0 {
	fmt.Printf("%s:%d\n", k, vla)
}
fmt.Println("-----分割線---------------")
//只接收key
for k := range s0 {
	fmt.Printf("%s:%d\n", k, s0[k])
}

-----結果----------------
one:1
two:2
-----分割線---------------
one:1
two:2

總結字典特性

  • 字典的鍵類型是有限制的,必須支持哈希和判等
  • 字典是無序的,每次遍歷的順序都可能不一樣
  • 如果值類型是結構體或者數組,那么不能直接對值的成員進行操作
  • 不能對 nil 字典進行賦值操作,但是可以讀,讀出來是一個空字典 map[]
  • 字典是線程不安全的,多個線程對同一個字典進行操作會導致報錯
  • 可以在迭代過程中刪除或者添加鍵-元素對

原文鏈接:https://mingvvv.blog.csdn.net/article/details/127392377

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