Go语言map
map 是一种特殊的数据结构:一种元素对(pair)的无序集合,pair 的一个元素是 key,对应的另一个元素是 value,所以这个结构也称为关联数组或字典。这是一种快速寻找值的理想结构:给定 key,对应的value 可以迅速定位。
内部实现
Map是给予散列表来实现,就是我们常说的Hash表,所以我们每次迭代Map的时候,打印的Key和Value是无序的,每次迭代的都不一样,即使我们按照一定的顺序存在也不行。
Map的散列表包含一组桶,每次存储和查找键值对的时候,都要先选择一个桶。如何选择桶呢?就是把指定的键传给散列函数,就可以索引到相应的桶了,进而找到对应的键值。
这种方式的好处在于,存储的数据越多,索引分布越均匀,所以我们访问键值对的速度也就越快,当然存储的细节还有很多,大家可以参考Hash相关的知识,这里我们只要记住Map存储的是无序的键值对集合。
声明map
map 是引用类型,可以使用如下声明:
var variableName map[keyType]valueType
[keyType]
和valueType
之间允许有空格,但是gofmt移除了空格
在声明的时候不需要知道 map 的长度,map 是可以动态增长的。
未初始化的 map 的值是 nil。
key 可以是任意可以用 == 或者 != 操作符比较的类型,比如 string、int、float。所以数组、切片和结构体不能作为 key,但是指针和接口类型可以。如果要用结构体作为 key 可以提供 Key() 和 Hash() 方法,这样可以通过结构体的域计算出唯一的数字或者字符串的 key。
value 可以是任意类型的;通过使用空接口类型,我们可以存储任意值,但是使用这种类型作为值时需要先做一次类型断言。
map 传递给函数的代价很小: 在 32 位机器上占 4 个字节,64 位机器上占 8 个字节,无论实际上存储了多少数据。通过 key 在 map 中寻找值是很快的,比线性查找快得多,但是仍然比从数组和切片的索引中直接读取要慢 100 倍;所以如果你很在乎性能的话还是建议用切片来解决问题。
示例:
var map1 map[string]int
初始化map
Map的创建有make
函数,Map字面量。make
函数我们用它创建过切片,除此之外,它还可以用来创建Map。
map 是引用类型的: 内存用 make 方法来分配。
dict := make(map[string]int)
示例中创建了一个键类型为string
的,值类型为int
的map。现在创建好之后,这个map是空的,里面什么都没有,我们给存储一个键值对。
dict := make(map[string]int)
dict["itbsl"] = 25
存储了一个Key为itbsl的,Value为25的键值对数据。
此外还有一种使用map字面量的方式创建和初始化map,对于上面的例子,我们可以同等实现。
dict := map[string]int{"itbsl": 25}
使用一个大括号进行初始化,键值对通过:
分开,如果要同时初始化多个键值对,使用逗号分割。
dict := map[string]int{"itbsl":25,"kevin": 50}
当然我们可以不指定任何键值对,也就是一个空map。
dict := map[string]int{}
不管怎么样,使用map的字面量创建一定要带上大括号。如果我们要创建一个nil
的Map怎么做呢?nil
的Map是未初始化的,所以我们可以只声明一个变量,既不能使用map字面量,也不能使用make
函数分配内存。
var dict map[string]int
这样就好了,但是这样我们是不能操作存储键值对的,必须要初始化后才可以,比如使用make
函数,为其开启一块可以存储数据的内存,也就是初始化。
var dict map[string]int
dict = make(map[string]int)
dict["itbsl"] = 25
fmt.Println(dict)
使用Map
Map的使用很简单,和数组切片差不多,数组切片是使用索引,Map是通过键。
dict := make(map[string]int)
dict["itbsl"] = 25
以上示例,如果键itbsl
存在,则对其值修改,如果不存在,则新增这个键值对。
获取一个Map键的值也很简单,和存储差不多,还是给予上面的例子。
age := dict["itbsl"]
在Go Map中,如果我们获取一个不存在的键的值,也是可以的,返回的是值类型的零值,这样就会导致我们不知道是真的存在一个为零值的键值对呢,还是说这个键值对就不存在。对此,Map为我们提供了检测一个键值对是否存在的方法。
age,exists := dict["itbsl"]
看这个例子,和获取键的值没有太大区别,只是多了一个返回值。第一个返回值是键的值;第二个返回值标记这个键是否存在,这是一个boolean
类型的变量,我们判断它就知道该键是否存在了。这也是Go多值返回的好处。
如果我们想删除一个Map中的键值对,可以使用Go内置的delete
函数。
delete(dict,"itbsl")
delete
函数接受两个参数,第一个是要操作的Map,第二个是要删除的Map的键。
delete函数删除不存在的键也是可以的,只是没有任何作用。
想要遍历Map的话,可以使用for range
风格的循环,和遍历切片一样。
dict := map[string]int{"itbsl": 25}
for key, value := range dict {
fmt.Println(key, value)
}
这里的range
返回两个值,第一个是Map的键,第二个是Map的键对应的值。这里再次强调,这种遍历是无序的,也就是键值对不会按既定的数据出现,如果想安顺序遍历,可以先对Map中的键排序,然后遍历排序好的键,把对应的值取出来,下面看个例子就明白了。
func main() {
dict := map[string]int{"kevin": 40, "itbsl": 25}
var names []string
for name := range dict {
names = append(names, name)
}
sort.Strings(names) //排序
for _, key := range names {
fmt.Println(key, dict[key])
}
}
这个例子里有个技巧,range
一个Map的时候,也可以使用一个返回值,这个默认的返回值就是Map的键。
map容量
和数组不同,map 可以根据新增的 key-value 对动态的伸缩,因此它不存在固定长度或者最大限制。但是你也可以选择标明 map 的初始容量 capacity
,就像这样: make(map[keytype]valuetype, cap)
。例如:
map2 := make(map[string]float, 100)
当 map 增长到容量上限的时候,如果再增加新的 key-value 对,map 的大小会自动加 1。所以出于性能的考虑,对于大的 map 或者会快速扩张的 map,即使只是大概知道容量,也最好先标明。
map的排序
map 默认是无序的,不管是按照 key 还是按照 value 默认都不排序。
如果你想为 map 排序,需要将 key(或者 value)拷贝到一个切片,再对切片排序,然后可以使用切片的 for-range 方法打印出所有的 key 和 value。
在函数间传递Map
函数间传递Map是不会拷贝一个该Map的副本的,也就是说如果一个Map传递给一个函数,该函数对这个Map做了修改,那么这个Map的所有引用,都会感知到这个修改。
func main() {
dict := map[string]int{"kevin": 40, "itbsl": 25}
modify(dict)
fmt.Println(dict["kevin"])
fmt.Printf("main函数dict的地址为: %p\n", dict)
}
func modify(dict map[string]int) {
dict["kevin"] = 10
fmt.Printf("modify函数dict的地址为: %p\n", dict)
}
输出结果为:
modify函数dict的地址为: 0xc000076120
10
main函数dict的地址为: 0xc000076120
上面这个例子输出的结果是10
,也就是说已经被函数给修改了,可以证明传递的并不是一个Map的副本。这个特性和切片是类似的,这样就会更高,因为复制整个Map的代价太大了。