go語言map定義 golang map key struct

Go語言和其他語言的不同之基本語法

Go語言作為出現(xiàn)比較晚的一門編程語言，在其原生支持高并發(fā)、云原生等領(lǐng)域的優(yōu)秀表現(xiàn)，像目前比較流行的容器編排技術(shù)Kubernetes、容器技術(shù)Docker都是用Go語言寫的，像Java等其他面向?qū)ο蟮恼Z言，雖然也能做云原生相關(guān)的開發(fā)，但是支持的程度遠(yuǎn)沒有Go語言高，憑借其語言特性和簡單的編程方式，彌補(bǔ)了其他編程語言一定程度上的不足，一度成為一個(gè)熱門的編程語言。

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最近在學(xué)習(xí)Go語言，我之前使用過C#、Java等面向?qū)ο缶幊痰恼Z言，發(fā)現(xiàn)其中有很多的編程方式和其他語言有區(qū)別的地方，好記性不如爛筆頭，總結(jié)一下，和其他語言做個(gè)對(duì)比。這里只總結(jié)差異的地方，具體的語法不做詳細(xì)的介紹。

種一棵樹最好的時(shí)間是十年前，其次是現(xiàn)在。

3)變量初始化時(shí)候可以和其他語言一樣直接在變量后面加等號(hào)，等號(hào)后面為要初始化的值，也可以使用變量名：=變量值的簡單方式

3）變量賦值 Go語言的變量賦值和多數(shù)語言一致，但是Go語言提供了多重賦值的功能，比如下面這個(gè)交換i、j變量的語句：

在不支持多重賦值的語言中，交換兩個(gè)變量的值需要引入一個(gè)中間變量：

4)匿名變量

在使用其他語言時(shí)，有時(shí)候要獲取一個(gè)值，卻因?yàn)樵摵瘮?shù)返回多個(gè)值而不得不定義很多沒有的變量，Go語言可以借助多重返回值和匿名變量來避免這種寫法，使代碼看起來更優(yōu)雅。

假如GetName()函數(shù)返回3個(gè)值，分別是firstName,lastName和nickName

若指向獲得nickName，則函數(shù)調(diào)用可以這樣寫

這種寫法可以讓代碼更清晰，從而大幅降低溝通的復(fù)雜度和維護(hù)的難度。

1）基本常量

常量使用關(guān)鍵字const 定義，可以限定常量類型，但不是必須的，如果沒有定義常量的類型，是無類型常量

2）預(yù)定義常量

Go語言預(yù)定義了這些常量 true、false和iota

iota比較特殊，可以被任務(wù)是一個(gè)可被編譯器修改的常量，在每個(gè)const關(guān)鍵字出現(xiàn)時(shí)被重置為0，然后在下一個(gè)const出現(xiàn)之前每出現(xiàn)一個(gè)iota，其所代表的數(shù)字會(huì)自動(dòng)加1.

3)枚舉

1）int 和int32在Go語言中被認(rèn)為是兩種不同類型的類型

2）Go語言定義了兩個(gè)浮點(diǎn)型float32和float64，其中前者等價(jià)于C語言的float類型，后者等價(jià)于C語言的double類型

3）go語言支持復(fù)數(shù)類型

復(fù)數(shù)實(shí)際上是由兩個(gè)實(shí)數(shù)（在計(jì)算機(jī)中使用浮點(diǎn)數(shù)表示）構(gòu)成，一個(gè)表示實(shí)部（real）、一個(gè)表示虛部（imag）。也就是數(shù)學(xué)上的那個(gè)復(fù)數(shù)

復(fù)數(shù)的表示

實(shí)部與虛部

對(duì)于一個(gè)復(fù)數(shù)z=complex(x,y),就可以通過Go語言內(nèi)置函數(shù)real(z)獲得該復(fù)數(shù)的實(shí)部，也就是x，通過imag(z)獲得該復(fù)數(shù)的虛部，也就是y

4）數(shù)組(值類型，長度在定義后無法再次修改，每次傳遞都將產(chǎn)生一個(gè)副本。)

5）數(shù)組切片（slice）

數(shù)組切片（slice）彌補(bǔ)了數(shù)組的不足，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以抽象為以下三個(gè)變量：

6）Map 在go語言中Map不需要引入任何庫，使用很方便

Go循環(huán)語句只支持for關(guān)鍵字，不支持while和do-while

goto語句的語義非常簡單，就是跳轉(zhuǎn)到本函數(shù)內(nèi)的某個(gè)標(biāo)簽

今天就介紹到這里，以后我會(huì)在總結(jié)Go語言在其他方面比如并發(fā)編程、面向?qū)ο?、網(wǎng)絡(luò)編程等方面的不同及使用方法。希望對(duì)大家有所幫助。

golang變量(二)——map和slice詳解

衍生類型，interface{} , map, [] ，struct等

map類似于java的hashmap，python的dict，php的hash array。

常規(guī)的for循環(huán)，可以用for k,v :=range m {}. 但在下面清空有一個(gè)坑注意：

著名的map[string]*struct 副本問題

結(jié)果：

Go 中不存在引用傳遞，所有的參數(shù)傳遞都是值傳遞，而map是等同于指針類型的，所以在把map變量傳遞給函數(shù)時(shí)，函數(shù)對(duì)map的修改，也會(huì)實(shí)質(zhì)改變map的值。

slice類似于其他語言的數(shù)組（list，array），slice初始化和map一樣，這里不在重復(fù)

除了Pointer數(shù)組外，len表示使用長度，cap是總?cè)萘?，make([]int, len, cap)可以預(yù)申請(qǐng) 比較大的容量，這樣可以減少容量拓展的消耗，前提是要用到。

cap是計(jì)算切片容量，len是計(jì)算變量長度的，兩者不一樣。具體例子如下：

結(jié)果：

分析：cap是計(jì)算當(dāng)前slice已分配的容量大小，采用的是預(yù)分配的伙伴算法（當(dāng)容量滿時(shí)，拓展分配一倍的容量）。

append是slice非常常用的函數(shù)，用于添加數(shù)據(jù)到slice中，但如果使用不好，會(huì)有下面的問題：

預(yù)期是[1 2 3 4 5 6 7 8 9 10]， [1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12]，但實(shí)際結(jié)果是：

注意slice是值傳遞，修改一下：

輸出如下：

== 只能用于判斷常規(guī)數(shù)據(jù)類型，無法使用用于slice和map判斷，用于判斷map和slice可以使用reflect.DeepEqual，這個(gè)函數(shù)用了遞歸來判斷每層的k，v是否一致。

當(dāng)然還有其他方式，比如轉(zhuǎn)換成json，但小心有一些異常的bug，比如html編碼，具體這個(gè)json問題，待后面在分析。

MAP的定義是什么

map對(duì)像的元素是鍵一值對(duì)，也即每個(gè)元素包含兩個(gè)部分：鍵以及由鍵關(guān)聯(lián)的值，map的value_type就反映了這個(gè)事實(shí)。

map

::key_type

在map容器中，用做索引的鍵的類型。map

::mapped_type

在map容器中，鍵所關(guān)聯(lián)的值的類型。map

::value_type一個(gè)pair類型，它的first元素具有const

map

::value_type類型，而second元素側(cè)為map

::value_type類型。

goland map底層原理

map 是Go語言中基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在日常的使用中經(jīng)常被用到。但是它底層是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

總體來說golang的map是hashmap，是使用數(shù)組+鏈表的形式實(shí)現(xiàn)的，使用拉鏈法消除hash沖突。

golang的map由兩種重要的結(jié)構(gòu)，hmap和bmap(下文中都有解釋)，主要就是hmap中包含一個(gè)指向bmap數(shù)組的指針，key經(jīng)過hash函數(shù)之后得到一個(gè)數(shù)，這個(gè)數(shù)低位用于選擇bmap(當(dāng)作bmap數(shù)組指針的下表)，高位用于放在bmap的[8]uint8數(shù)組中，用于快速試錯(cuò)。然后一個(gè)bmap可以指向下一個(gè)bmap(拉鏈)。

Golang中map的底層實(shí)現(xiàn)是一個(gè)散列表，因此實(shí)現(xiàn)map的過程實(shí)際上就是實(shí)現(xiàn)散表的過程。在這個(gè)散列表中，主要出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)體有兩個(gè)，一個(gè)叫 hmap (a header for a go map)，一個(gè)叫 bmap (a bucket for a Go map，通常叫其bucket)。這兩種結(jié)構(gòu)的樣子分別如下所示：

hmap :

圖中有很多字段，但是便于理解map的架構(gòu)，你只需要關(guān)心的只有一個(gè)，就是標(biāo)紅的字段： buckets數(shù)組 。Golang的map中用于存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)是bucket數(shù)組。而bucket(即bmap)的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？

bucket ：

相比于hmap，bucket的結(jié)構(gòu)顯得簡單一些，標(biāo)紅的字段依然是“核心”，我們使用的map中的key和value就存儲(chǔ)在這里?！案呶还Ｖ怠睌?shù)組記錄的是當(dāng)前bucket中key相關(guān)的“索引”，稍后會(huì)詳細(xì)敘述。還有一個(gè)字段是一個(gè)指向擴(kuò)容后的bucket的指針，使得bucket會(huì)形成一個(gè)鏈表結(jié)構(gòu)。例如下圖：

由此看出hmap和bucket的關(guān)系是這樣的：

而bucket又是一個(gè)鏈表，所以，整體的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是這樣的：

哈希表的特點(diǎn)是會(huì)有一個(gè)哈希函數(shù)，對(duì)你傳來的key進(jìn)行哈希運(yùn)算，得到唯一的值，一般情況下都是一個(gè)數(shù)值。Golang的map中也有這么一個(gè)哈希函數(shù)，也會(huì)算出唯一的值，對(duì)于這個(gè)值的使用，Golang也是很有意思。

Golang把求得的值按照用途一分為二：高位和低位。

如圖所示，藍(lán)色為高位，紅色為低位。 然后低位用于尋找當(dāng)前key屬于hmap中的哪個(gè)bucket，而高位用于尋找bucket中的哪個(gè)key。上文中提到：bucket中有個(gè)屬性字段是“高位哈希值”數(shù)組，這里存的就是藍(lán)色的高位值，用來聲明當(dāng)前bucket中有哪些“key”，便于搜索查找。 需要特別指出的一點(diǎn)是：我們map中的key/value值都是存到同一個(gè)數(shù)組中的。數(shù)組中的順序是這樣的:

并不是key0/value0/key1/value1的形式，這樣做的好處是：在key和value的長度不同的時(shí)候，可 以消除padding(內(nèi)存對(duì)齊)帶來的空間浪費(fèi) 。

現(xiàn)在，我們可以得到Go語言map的整個(gè)的結(jié)構(gòu)圖了：(hash結(jié)果的低位用于選擇把KV放在bmap數(shù)組中的哪一個(gè)bmap中，高位用于key的快速預(yù)覽，用于快速試錯(cuò))

map的擴(kuò)容

當(dāng)以上的哈希表增長的時(shí)候，Go語言會(huì)將bucket數(shù)組的數(shù)量擴(kuò)充一倍，產(chǎn)生一個(gè)新的bucket數(shù)組，并將舊數(shù)組的數(shù)據(jù)遷移至新數(shù)組。

加載因子

判斷擴(kuò)充的條件，就是哈希表中的加載因子(即loadFactor)。

加載因子是一個(gè)閾值，一般表示為：散列包含的元素?cái)?shù) 除以 位置總數(shù)。是一種“產(chǎn)生沖突機(jī)會(huì)”和“空間使用”的平衡與折中：加載因子越小，說明空間空置率高，空間使用率小，但是加載因子越大，說明空間利用率上去了，但是“產(chǎn)生沖突機(jī)會(huì)”高了。

每種哈希表的都會(huì)有一個(gè)加載因子，數(shù)值超過加載因子就會(huì)為哈希表擴(kuò)容。

Golang的map的加載因子的公式是：map長度 / 2^B(這是代表bmap數(shù)組的長度，B是取的低位的位數(shù))閾值是6.5。其中B可以理解為已擴(kuò)容的次數(shù)。

當(dāng)Go的map長度增長到大于加載因子所需的map長度時(shí)，Go語言就會(huì)將產(chǎn)生一個(gè)新的bucket數(shù)組，然后把舊的bucket數(shù)組移到一個(gè)屬性字段oldbucket中。注意：并不是立刻把舊的數(shù)組中的元素轉(zhuǎn)義到新的bucket當(dāng)中，而是，只有當(dāng)訪問到具體的某個(gè)bucket的時(shí)候，會(huì)把bucket中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到新的bucket中。

如下圖所示：當(dāng)擴(kuò)容的時(shí)候，Go的map結(jié)構(gòu)體中，會(huì)保存舊的數(shù)據(jù)，和新生成的數(shù)組

上面部分代表舊的有數(shù)據(jù)的bucket，下面部分代表新生成的新的bucket。藍(lán)色代表存有數(shù)據(jù)的bucket，橘黃色代表空的bucket。

擴(kuò)容時(shí)map并不會(huì)立即把新數(shù)據(jù)做遷移，而是當(dāng)訪問原來舊bucket的數(shù)據(jù)的時(shí)候，才把舊數(shù)據(jù)做遷移，如下圖：

注意：這里并不會(huì)直接刪除舊的bucket，而是把原來的引用去掉，利用GC清除內(nèi)存。

map中數(shù)據(jù)的刪除

如果理解了map的整體結(jié)構(gòu)，那么查找、更新、刪除的基本步驟應(yīng)該都很清楚了。這里不再贅述。

值得注意的是，找到了map中的數(shù)據(jù)之后，針對(duì)key和value分別做如下操作：

1

2

3

4

1、如果``key``是一個(gè)指針類型的，則直接將其置為空，等待GC清除；

2、如果是值類型的，則清除相關(guān)內(nèi)存。

3、同理，對(duì)``value``做相同的操作。

4、最后把key對(duì)應(yīng)的高位值對(duì)應(yīng)的數(shù)組index置為空。

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