golang中map基础了解

map初识

map是一个以键值对元素的数据集合，map是一个集合。

map的优点是查找速度非常快，原因是map的底层存储是hash表。

hash表的存储原理：

对key进行计算，计算出hash值，对hash值进行取模，通过取模得到索引。

这种模式快的原因就是可以根据key直接寻找到数据存放的位置，不需要前后逐一对比。

如果取模后索引相等就是hash冲突，解决hash冲突的方法有

• 开放地址法：冲突时放在相邻的位置

• 拉链法：冲突时将存放位置变成链表，放在链表后面

map扩容：通过扩容扩大索引值的范围，减少hash冲突的概率

map的特点

• 键不能重复
• 键必须可以算出hash值，可hash的有int、float、string、bool、array这些数据类型（slice不能用作键）
• 无序

map的声明与初始化

//声明一个map并初始化两个值
userInfo := map[string]string{"name":"张三","age":="18"}
//map修改值
userInfo["age"] = "20"
//map新增值
userInfo["email"]="123456@bais.com"

使用make进行初识化

//也可以写data := make(map[int]int,10)，初始化10个位置放置数据，通常不写
data := make(map[int]int)
data[100] = 998
data[200] = 999

上面两种是最常见的，还有两种不常见的

//这种声明，因为没有初始化，所以键的值为nil，不能具体赋值，只能整体赋值
var row map[string]int
//将data这个map整体赋值给row
row = data

//new返回的是指针，内部也是nil，这种声明也是用于整体赋值，但是赋值要转成指针在赋值
value := new(map[string]int)

value = &data

map常用操作

长度和容量

data := map[string]string("n1":"123","n2":"222")
value := len(data) //2

//容量初始化10,根据给的参数值10，map会计算出一个合适的容量，
//map中包含很多桶，每个桶中可以存8个键值对
info := make(map[string]string,10)
info["n1"] = "111"
info["n2"] = "1111"

v1 := len(info)//2,获取的是键值对的个数而不是容量的大小

增删改查

//添加
data := map[string]string("n1":"123","n2":"222")
data["n3"] = "1"
//修改
data["n1"] = "·12345"
//删除
delete(data,"n2")
//查看
for key,value := range data{
    fmt.Println(key,value)
}

变量赋值

v1 := map[string]string("n1":"123","n2":"222")
v2 := v1

fmt.Println(v1)//{"n1":"123","n2":"222"}
fmt.Println(v2)//{"n1":"123","n2":"222"}

注意事项：在slice中扩容会导致指向的地址不同，但是在map中扩容后依然会指向同一地址

底层原理

map由hmap和bmap两个结构体构成

1.hmap中包含map的键值对个数count，哈希因子hash0，用于对key生成hash值，创建bmap的数B，B决定创建桶的个数，是2的B次方

2.将键值对放入bmap，一个bmap中可以 放8个键值对，bmap一般叫做桶，bmap中包含tophash（hash值的高8位），key，value，overflow（指针指向溢出桶）

初始化

//初始化一个可容纳10个元素的map
info := make(map[string]string,10)

第一步：创建一个hmap的结构体对象

第二步：生成一个哈希因子hash0并赋值到hmap中

第三步：根据hint=10，并根据算法规则来创建B，当前B应该为1，创建的桶是2的一次方就是2个桶

hint     B
0-8      0     
9-13     1  
14-26    2
...

第四步：当B少于4时，桶的个数是2的B次方

当B大于等于4时，根据B创建桶的个数规则为2的B次方+2的B减4次方（标准桶加溢出桶）

注释：每个bmap中可以存放8个键值对，当不够存储时需要使用溢出桶，并将当前bmap中的overflow字段指向溢出桶的位置

写入数据

info["n1"] = "111"

在map中写入数据的流程

• 第一步：结合hmap中的哈希因子和键n1生成哈希值
• 第二步：获取哈希值的后B位（B为1就取后一位，B为0时就只有一个桶，不需要考虑放入哪个桶），并根据B的值来决定键值对放到哪个桶中

假设B为1，将桶掩码（B的二进制）和哈希值进行&运算，得到的值决定放入哪个桶
哈希值0101010...100100
桶掩码0000000...000001
结果00000000...000 = 0

• 第三步：确定桶后在桶中写入数据

获取哈希值的高8位tophash，key，value，指向溢出桶的指针overflow

读取数据

value := info[“n1]

• 第一步：结合哈希因子和键生成hash值
• 第二步：获取哈希值的后B位，并根据后B位的值来决定放在哪个桶里
• 第三步：确定桶之后，在根据key的哈希值计算出桶的tophash（高8位），根据tophash和key取桶中查找数据，查找不到会去溢出桶中查找，均未查找到则表示key不存在

扩容

触发扩容的条件：

• map中数据总个数/桶的个数 > 6.5 ,引发翻倍扩容

• 使用了太多的溢出桶时，也会引发扩容（溢出桶过多会导致map处理过慢），溢出桶过多会引发等量扩容，创建跟溢出桶同样数量的标准桶

  当B <= 15时，已使用的溢出桶个数 >= 2的B次方时，引发等量扩容

  当B > 15时，已使用的溢出桶个数>= 2的15次方，引发等量扩容

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