Go 语言实战之映射的内部实现和基础功能

作者：山河已无恙

2022 年 3 月 11 日
本文字数：2915 字
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写在前面

嗯，学习GO，所以有了这篇文章
博文内容为《GO语言实战》读书笔记之一
主要涉及映射相关知识

你要爱就要像一个痴情的恋人那样去爱，像一个忘死的梦者那样去爱，视他人之疑目如盏盏鬼火，大胆去走你的夜路。——史铁生《病隙碎笔》

映射的内部实现和基础功能

映射是一种数据结构，是用于存储一系列无序的键值对。类比Java里的Map，Python里的字典，可以理解为以哈希值做索引，期望索引可以在一定的连续内存范围内的类似数组的数据结构。

映射里基于键来存储值。映射功能强大的地方是，能够基于键快速检索数据。键就像索引一样，指向与该键关联的值。

内部实现

映射是一个集合，可以使用类似处理数组和切片的方式迭代映射中的元素。但映射是无序的集合,无序的原因是映射的实现使用了散列表.

映射的散列表包含一组桶。

在存储、删除或者查找键值对的时候，所有操作都要先选择一个桶。把操作映射时指定的键传给映射的散列函数，就能选中对应的桶。

这个散列函数的目的是生成一个索引，这个索引最终将键值对分布到所有可用的桶里。对 Go 语言的映射来说，生成的散列键的一部分，具体来说是低位（LOB），被用来选择桶。

在这里插入图片描述

桶的内部实现。映射使用两个数据结构来存储数据,

第一个是数组，内部存储用于选择桶的散列键的高八位值。用于区分每个键值对要存在桶里的那一项。
第二个是字节数组，用于存储键值对。该字节数组先依次存储了这个桶里所有的键，之后依次存储了这个桶里所有的值。实现这种键值对的存储方式目的在于减少每个桶所需的内存。

映射存储的增加，索引分布越均匀，访问键值对的速度就越快,随着映射存储的增加，索引分布越均匀，访问键值对的速度就越快。映射通过合理数量的桶来平衡键值对的分布

创建和初始化

Go 语言中有很多种方法可以创建并初始化映射，可以使用内置的make 函数，也可以使用映射字面量。

package main
import ( "fmt")
func main() { // 创建一个映射，键的类型是 string，值的类型是 int dict := make(map[string]int) // 创建一个映射，键和值的类型都是 string // 使用两个键值对初始化映射 dict_ := map[string]string{"Red": "#da1337", "Orange": "#e95a22"} fmt.Println(dict) fmt.Print(dict_)}
======map[]map[Orange:#e95a22 Red:#da1337]

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创建映射时，更常用的方法是使用映射字面量。映射的初始长度会根据初始化时指定的键值对的数量来确定。

映射的键可以是任何值。这个值的类型可以是内置的类型，也可以是结构类型，只要这个值可以使用==运算符做比较

切片、函数以及包含切片的结构类型由于具有引用语义，不能作为映射的键，使用这些类型会造成编译错误

package main
import ( "fmt")
func main() { // 创建一个映射，使用字符串切片作为映射的键 dict := map[[]string]int{} fmt.Println(dict)}====[Running] go run "d:\GolandProjects\code-master\demo\hello.go"# command-line-argumentsdemo\hello.go:10:45: duplicate key "Red" in map literal previous key at demo\hello.go:10:28
[Done] exited with code=2 in 0.902 seconds

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声明一个存储字符串切片的映射

// 创建一个映射，使用字符串切片作为值dict := map[int][]string{}

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使用映射

键值对赋值给映射，是通过指定适当类型的键并给这个键赋一个值来完成的

为映射赋值

// 创建一个空映射，用来存储颜色以及颜色对应的十六进制代码colors := map[string]string{}// 将 Red 的代码加入到映射colors["Red"] = "#da1337"

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可以通过声明一个未初始化的映射来创建一个值为nil的映射,不能用于存储键值对.

// 通过声明映射创建一个 nil 映射var colors map[string]string// 将 Red 的代码加入到映射colors["Red"] = "#da1337"======Runtime Error:panic: runtime error: assignment to entry in nil map

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从映射取值时有两个选择:

第一个选择是，可以同时获得值，以及一个表示这个键是否存在的标志，

从映射获取值并判断键是否存在

// 获取键 Blue 对应的值value, exists := colors["Blue"]// 这个键存在吗？if exists {fmt.Println(value)}

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另一个选择是，只返回键对应的值，然后通过判断这个值是不是零值来确定键是否存在

从映射获取值，并通过该值判断键是否存在

// 获取键 Blue 对应的值value := colors["Blue"]// 这个键存在吗？if value != "" {fmt.Println(value)}

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在Go语言里，通过键来索引映射时，即便这个键不存在也总会返回一个值。在这种情况下，返回的是该值对应的类型的零值

迭代映射里的所有值和迭代数组或切片一样，使用关键字 range

使用range 迭代映射

// 创建一个映射，存储颜色以及颜色对应的十六进制代码colors := map[string]string{"AliceBlue": "#f0f8ff","Coral": "#ff7F50","DarkGray": "#a9a9a9","ForestGreen": "#228b22",}// 显示映射里的所有颜色for key, value := range colors { fmt.Printf("Key: %s Value: %s\n", key, value)}

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想把一个键值对从映射里删除，就使用内置的delete 函数

从映射中删除一项

// 删除键为 Coral 的键值对delete(colors, "Coral")// 显示映射里的所有颜色for key, value := range colors { fmt.Printf("Key: %s Value: %s\n", key, value)}

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在函数间传递映射

在函数间传递映射并不会制造出该映射的一个副本。实际上，当传递映射给一个函数，并对这个映射做了修改时，所有对这个映射的引用都会察觉到这个修改，这个特性和切片类似，保证可以用很小的成本来复制映射

package main
import ( "fmt")
func main() { // 创建一个映射，存储颜色以及颜色对应的十六进制代码 colors := map[string]string{  "AliceBlue":   "#f0f8ff",  "Coral":       "#ff7F50",  "DarkGray":    "#a9a9a9",  "ForestGreen": "#228b22", } // 显示映射里的所有颜色 for key, value := range colors {  fmt.Printf("Key: %s Value: %s\n", key, value) } fmt.Println("调用函数来移除指定的键") // 调用函数来移除指定的键 removeColor(colors, "Coral")  // 显示映射里的所有颜色 for key, value := range colors {  fmt.Printf("Key: %s Value: %s\n", key, value) }}
// removeColor 将指定映射里的键删除func removeColor(colors map[string]string, key string) { delete(colors, key)}

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[Running] go run "d:\GolandProjects\code-master\demo\hello.go"Key: Coral Value: #ff7F50Key: DarkGray Value: #a9a9a9Key: ForestGreen Value: #228b22Key: AliceBlue Value: #f0f8ff调用函数来移除指定的键Key: AliceBlue Value: #f0f8ffKey: DarkGray Value: #a9a9a9Key: ForestGreen Value: #228b22
[Done] exited with code=0 in 1.419 seconds

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映射的增长没有容量或者任何限制。同时内置函数 len可以用来获取切片或者映射的长度。但是内置函数 cap只能用于切片。

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原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/7ae257cab8075e5aac2df7173】。

山河已无恙

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创建和初始化

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