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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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