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Go语言map(Go语言映射)

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Go语言中 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。

map 这种数据结构在其他编程语言中也称为字典(Python)、hash 和 HashTable 等。

map 概念

map 是引用类型,可以使用如下声明:

var map1 map[keytype]valuetype
var map1 map[string]int

其中:
  • keytype 为键类型。
  • valuetype 是键对应的值类型。

提示:[keytype] 和 valuetype 之间允许有空格,但是 gofmt(格式化代码工具)会移除空格。

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;所以如果很在乎性能的话还是建议用切片来解决问题。

map 也可以用函数作为自己的值,这样就可以用来做分支结构:key 用来选择要执行的函数。

如果 key1 是 map1 的 key,那么 map1[key1] 就是对应 key1 的值,就如同数组索引符号一样(数组可以视为一种简单形式的 map,key 是从 0 开始的整数)。

key1 对应的值可以通过赋值符号来设置为val1:map1[key1] = val1

v: = map1[key1]可以将 key1 对应的值赋值为 v;如果 map 中没有 key1 存在,那么 v 将被赋值为 map1 的值类型的空值。

常用的 len(map1) 方法可以获得 map 中的 pair 数目,这个数目是可以伸缩的,因为 map-pairs 在运行时可以动态添加和删除。

【示例】
package main
import "fmt"

func main() {
    var mapLit map[string]int
    //var mapCreated map[string]float32
    var mapAssigned map[string]int
    mapLit = map[string]int{"one": 1, "two": 2}
    mapCreated := make(map[string]float32)
    mapAssigned = mapLit
    mapCreated["key1"] = 4.5
    mapCreated["key2"] = 3.14159
    mapAssigned["two"] = 3
    fmt.Printf("Map literal at \"one\" is: %d\n", mapLit["one"])
    fmt.Printf("Map created at \"key2\" is: %f\n", mapCreated["key2"])
    fmt.Printf("Map assigned at \"two\" is: %d\n", mapLit["two"])
    fmt.Printf("Map literal at \"ten\" is: %d\n", mapLit["ten"])
}
输出结果:

Map literal at "one" is: 1
Map created at "key2" is: 3.14159
Map assigned at "two" is: 3
Mpa literal at "ten" is: 0

示例中 mapLit 说明了 map literals 的使用方法: map 可以用 {key1: val1, key2: val2} 的描述方法来初始化,就像数组和结构体一样。

map 是引用类型的: 内存用 make 方法来分配。

map 的初始化:var map1[keytype]valuetype = make(map[keytype]valuetype),简写为:map1 := make(map[keytype]valuetype) 。

上面例子中的 mapCreated 就是用这种方式创建的:mapCreated := make(map[string]float)。相当于:mapCreated := map[string]float{} 

mapAssigned 也是 mapList 的引用,对 mapAssigned 的修改也会影响到 mapLit 的值。

不要使用 new,永远用 make 来构造 map

注意:如果错误的使用 new() 分配了一个引用对象,你会获得一个空引用的指针,相当于声明了一个未初始化的变量并且取了它的地址:

mapCreated := new(map[string]float)

接下来当我们调用: mapCreated["key1"] = 4.5 的时候,编译器会报错:

invalid operation: mapCreated["key1"] (index of type *map[string]float).

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。但是也可以选择标明 map 的初始容量 capacity,格式如下:

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。

这里有一个 map 的具体例子,即将音阶和对应的音频映射起来:
noteFrequency := map[string]float32 {
"C0": 16.35, "D0": 18.35, "E0": 20.60, "F0": 21.83,
"G0": 24.50, "A0": 27.50, "B0": 30.87, "A4": 440}

用切片作为 map 的值

既然一个 key 只能对应一个 value,而 value 又是一个原始类型,那么如果一个 key 要对应多个值怎么办?例如,当我们要处理 unix 机器上的所有进程,以父进程(pid 为整形)作为 key,所有的子进程(以所有子进程的 pid 组成的切片)作为 value。通过将 value 定义为 []int 类型或者其他类型的切片,就可以优雅的解决这个问题。

这里有一些定义这种 map 的例子:
mp1 := make(map[int][]int)
mp2 := make(map[int]*[]int)
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