Go基础-字典

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摘要

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字典在数学上的词汇是映射，将一个集合中的所有元素关联到另一个集合中的部分或全部元素，并且只能是一一映射或者多对一映射。

数组切片让我们具备了可以操作一块连续内存的能力，它是对同质元素的统一管理。而字典则赋予了不连续不同类的内存变量的关联性，它表达的是一种因果关系，字典的 key 是因，字典的 value 是果。如果说数组和切片赋予了我们步行的能力，那么字典则让我们具备了跳跃的能力。

指针、数组切片和字典都是容器型变量，字典比数组切片在使用上要简单很多，但是内部结构却无比复杂。

字典的创建

  • 严格来说 Go 是支持范型的，只不过很弱，范型在 Go 语言里是一种很弱的存在
  • 比如数组切片和字典类型都是支持范型的
  • 在创建字典时，必须要给 key 和 value 指定类型
  • 创建字典也可以使用 make 函数
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package main

import "fmt"

func main() {
    var m map[int]string = make(map[int]string)
    fmt.Println(m, len(m))
}

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map[] 0

使用 make 函数创建的字典是空的，长度为零，内部没有任何元素。如果需要给字典提供初始化的元素，就需要使用另一种创建字典的方式。

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import "fmt"

func main() {
    var m map[int]string = map[int]string{
        90: "优秀",
        80: "良好",
        60: "及格",  // 注意这里逗号不可缺少，否则会报语法错误
    }
    fmt.Println(m, len(m))
}

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map[90:优秀 80:良好 60:及格] 3

字典变量同样支持类型推导，上面的变量定义可以简写成

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var m = map[int]string{
 90: "优秀",
 80: "良好",
 60: "及格",
}

如果可以预知字典内部键值对的数量，那么还可以给 make 函数传递一个整数值，通知运行时提前分配好相应的内存。这样可以避免字典在长大的过程中要经历的多次扩容操作。

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var m = make(map[int]string, 16)

字典的读写

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package main

import "fmt"

func main() {
    var fruits = map[string]int {
        "apple": 2,
        "banana": 5,
        "orange": 8,
    }
    // 读取元素
 var score = fruits["banana"]
    fmt.Println(score)

 // 增加或修改元素
    fruits["pear"] = 3
    fmt.Println(fruits)

 // 删除元素
    delete(fruits, "pear")
    fmt.Println(fruits)
}

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map[apple:2 banana:5 orange:8 pear:3]
map[orange:8 apple:2 banana:5]

字典 key 不存在会怎样

  • 删除操作时，如果对应的 key 不存在，delete 函数会静默处理。没有返回值，你无法直接得到 delete 操作是否真的删除了某个元素。你需要通过长度信息或者提前尝试读取 key 对应的 value 来得知。
  • 读操作时，如果 key 不存在，也不会抛出异常。它会返回 value 类型对应的零值。如果是字符串，对应的零值是空串，如果是整数，对应的零值是 0，如果是布尔型，对应的零值是 false。
  • 不能通过返回的结果是否是零值来判断对应的 key 是否存在，因为 key 对应的 value 值可能恰好就是零值，比如下面的字典你就不能判断 “durin” 是否存在
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var m = map[string]int {
  "durin": 0  // 举个栗子而已，其实我还是喜欢吃榴莲的
}

这时候必须使用字典的特殊语法

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package main

import "fmt"

func main() {
    var fruits = map[string]int {
        "apple": 2,
        "banana": 5,
        "orange": 8,
    }

    var score, ok = fruits["durin"]
    if ok {
        fmt.Println(score)
    } else {
        fmt.Println("durin not exists")
    }

    fruits["durin"] = 0
    score, ok = fruits["durin"]
    if ok {
        fmt.Println(score)
    } else {
        fmt.Println("durin still not exists")
    }
}

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durin not exists
0

正常的函数调用可以返回多个值，但是并不具备这种“随机应变”的特殊能力 —— 「多态返回值」

字典的遍历

字典的遍历提供了下面两种方式，一种是需要携带 value，另一种是只需要 key，需要使用到 Go 语言的 range 关键字。

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package main

import "fmt"

func main() {
    var fruits = map[string]int {
        "apple": 2,
        "banana": 5,
        "orange": 8,
    }

    for name, score := range fruits {
        fmt.Println(name, score)
    }

    for name := range fruits {
        fmt.Println(name)
    }
}

------------
orange 8
apple 2
banana 5
apple
banana
orange

上面直接获得的value是拷贝之后的结果，会影响性能，如果在遍历中，使用map[key]可以直接用索引获取数据，比value快一倍，当然要考虑指针安全的问题

Go 语言的字典没有提供诸于 keys() 和 values() 这样的方法，意味着如果你要获取 key 列表，就得自己循环一下

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package main

import "fmt"

func main() {
    var fruits = map[string]int {
        "apple": 2,
        "banana": 5,
        "orange": 8,
    }

    var names = make([]string, 0, len(fruits))
    var scores = make([]int, 0, len(fruits))

    for name, score := range fruits {
        names = append(names, name)
        scores = append(scores, score)
    }

    fmt.Println(names, scores)
}

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[apple banana orange] [2 5 8]

线程(协程)安全

Go 语言的内置字典不是线程安全的，如果需要线程安全，必须使用锁来控制。

待续。。。

字典变量里存的是什么？

字典变量里存的只是一个地址指针，这个指针指向字典的头部对象。所以字典变量占用的空间是一个字，也就是一个指针的大小，64 位机器是 8 字节，32 位机器是 4 字节。

可以使用 unsafe 包提供的 Sizeof 函数来计算一个变量的大小

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package main

import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    var m = map[string]int{
        "apple":  2,
        "pear":   3,
        "banana": 5,
    }
    fmt.Println(unsafe.Sizeof(m))
}

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