【GoLang基础】map是什么？

devtools/2024/10/21 7:37:48/

问题引出：

Go语言中map是什么？

解答：

map 是一种集合型数据结构，用于存储键值对，并提供了快速的查找、插入和删除操作。以下是更深入的介绍和使用 map 的注意事项：

1. 声明和初始化

在 Go 中声明和初始化 map 有几种常见的方式：

  • 使用 make() 函数来创建一个空的 map：
m := make(map[keyType]valueType)

示例：

ages := make(map[string]int)
  • 使用字面量进行初始化：
m := map[keyType]valueType{key1: value1,key2: value2,// 可以初始化多个键值对
}

示例：

ages := map[string]int{"Alice": 30,"Bob":   25,"Eve":   28,
}

2. 插入和访问元素

向 map 中插入或更新元素使用语法 map[key] = value，通过键来访问元素使用语法 map[key]。

示例：

ages["Charlie"] = 35       // 插入键值对
fmt.Println(ages["Bob"])   // 访问键为 "Bob" 的值

时间复杂度： 向 map 中 插入新的键值对或更新已有键的值，时间复杂度是 O(1)。在哈希表中，通过计算键的哈希值，确定存储位置，然后在该位置执行插入或更新操作；根据给定的键查找对应的值，时间复杂度是 O(1)。同样，通过计算键的哈希值，确定存储位置，然后直接访问该位置的值。

3. 删除元素

可以使用 delete() 函数从 map 中删除指定键的元素：

delete(ages, "Eve")        // 删除键为 "Eve" 的键值对

时间复杂度： 删除 map 中指定键的元素，时间复杂度也是 O(1)。首先根据键计算哈希值，定位到存储位置，然后执行删除操作。

4. 检查键是否存在

在访问 map 中的元素时，可以通过多返回值的方式检查指定的键是否存在：

value, ok := ages["Alice"]
if ok {fmt.Println("Alice's age is", value)
} else {fmt.Println("Alice not found in the map")
}

5. 遍历 map

使用 for range 结构可以遍历 map 中的所有键值对：

for key, value := range ages {fmt.Println(key, "is", value, "years old")
}

6. map 的注意事项

  • map 是引用类型，不需要使用 & 来获取其地址。
  • map 的零值是 nil，未初始化的 map 是不能存放键值对的，对 nil 的 map 执行读写操作会导致运行时 panic。
  • map 的键类型必须支持相等运算符（==、!=），如果键类型是切片、函数或包含切片的结构类型，则不能用作 map 的键。
  • map 是无序的，每次迭代 map 时，输出的顺序可能会不同。
  • 在并发环境下，对 map 的读写需要加锁保护，或者使用 sync.Map（Go 1.9 引入的并发安全的 map 类型）。

示例
下面是一个完整的示例，演示了 map 的声明、初始化、插入、访问、删除和遍历操作：

package mainimport "fmt"func main() {// 声明并初始化一个 mapcolors := map[string]string{"red":    "#ff0000","green":  "#00ff00","blue":   "#0000ff",}// 向 map 中插入新的键值对colors["white"] = "#ffffff"colors["black"] = "#000000"// 访问 map 中的元素fmt.Println("Hex code for red:", colors["red"])// 检查键是否存在if hexCode, exists := colors["blue"]; exists {fmt.Println("Hex code for blue:", hexCode)} else {fmt.Println("Blue color not found")}// 删除 map 中的元素delete(colors, "green")// 遍历 map 中的所有键值对fmt.Println("All colors:")for color, hexCode := range colors {fmt.Printf("%s -> %s\n", color, hexCode)}
}

7. map的使用场景

  1. 数据索引和快速查找：使用 map 可以构建数据索引，以便快速查找和访问数据。例如，将用户 ID 映射到用户信息的 map，可以通过 ID 快速查找用户信息。
userMap := map[int]User{1: {ID: 1, Name: "Alice", Age: 30},2: {ID: 2, Name: "Bob", Age: 25},// 更多用户信息...
}// 查找用户 ID 为 2 的信息
if user, ok := userMap[2]; ok {fmt.Println("User found:", user.Name)
} else {fmt.Println("User not found")
}
  1. 统计和计数：使用 map 可以方便地统计和计数元素出现的次数。例如，统计一段文字中每个单词出现的次数。
text := "hello world hello go world"
wordCount := make(map[string]int)// 统计每个单词出现的次数
words := strings.Fields(text)
for _, word := range words {wordCount[word]++
}// 输出单词出现的次数
for word, count := range wordCount {fmt.Printf("%s: %d\n", word, count)
}
  1. 缓存数据：使用 map 可以实现简单的缓存机制，将计算结果缓存起来以提高性能。例如，缓存函数的计算结果。
type Memo struct {cache map[string]int
}func (m *Memo) Fibonacci(n int) int {if val, ok := m.cache[strconv.Itoa(n)]; ok {return val}if n <= 1 {return n}result := m.Fibonacci(n-1) + m.Fibonacci(n-2)m.cache[strconv.Itoa(n)] = resultreturn result
}func main() {memo := Memo{cache: make(map[string]int)}fmt.Println(memo.Fibonacci(10))  // 计算并缓存 Fibonacci(10)fmt.Println(memo.Fibonacci(20))  // 从缓存中获取 Fibonacci(20)
}
  1. 配置管理：使用 map 可以存储和管理配置信息。例如，将配置项的名称作为键，配置值作为值存储在 map 中，方便动态读取和更新配置。
config := map[string]string{"host":     "localhost","port":     "8080","database": "mydb",// 更多配置项...
}// 获取配置项
fmt.Println("Database host:", config["host"])// 更新配置项
config["port"] = "9090"
  1. 状态管理：使用 map 可以方便地存储和管理程序的状态信息。例如，存储用户的登录状态或权限信息。
type UserStatus map[string]boolfunc main() {userStatus := make(UserStatus)userStatus["alice"] = trueuserStatus["bob"] = false// 检查用户状态if loggedIn, ok := userStatus["alice"]; ok && loggedIn {fmt.Println("Alice is logged in")} else {fmt.Println("Alice is not logged in")}
}

8. map 的底层数据结构，如何实现快速查找?

map 在 Go 语言中的底层数据结构是哈希表（hash table），也称为哈希映射。哈希表是一种常用的数据结构，用于实现键值对的存储和快速查找。下面解释 map 如何使用哈希表来实现快速查找：

map 的实现方式：

  1. 哈希函数：
    当向 map 中插入键值对或查找键时，Go 语言会使用内置的哈希函数计算键的哈希值。
    哈希函数将键的内容映射成一个固定大小的整数，这个整数就是键的哈希值。
  2. 存储桶（Buckets）：
    map 内部维护一个存储桶数组（bucket array），每个存储桶中存储着键值对。
    哈希值确定了键值对存储在哪个存储桶中。具体的存储位置通过哈希值的某种映射方式（通常是取模运算）计算得出。
  3. 解决哈希冲突：
    哈希函数并不是完美的，不同的键可能产生相同的哈希值（称为哈希冲突）。
    map 内部会使用一种解决冲突的方法，常见的方式是使用链表或者更高效的红黑树（在元素较多时）来存储同一个存储桶中的键值对。

实现快速查找的过程：

  • 插入键值对：
    1.计算键的哈希值。
    2.根据哈希值确定存储桶的位置。
    3.将键值对存储在对应存储桶中。
  • 查找键：
    1.计算要查找的键的哈希值。
    2.根据哈希值确定存储桶的位置。
    3.在该位置的链表或红黑树中查找指定的键。
  • 删除键：
    1.计算要删除的键的哈希值。
    2.根据哈希值确定存储桶的位置。
    3.在该位置的链表或红黑树中删除指定的键值对。

9. map 在并发环境中是否安全？

map 在并发环境中不是安全的，即不支持并发读写操作。这是因为 map 的操作涉及到读取和修改底层的数据结构，而哈希表（map 的底层实现）在并发读写时可能会导致数据竞态（data race）和意外行为。

为了在并发环境中安全地使用 map，有以下两种常用的方法：

  • 加锁保护：
    可以使用互斥锁（sync.Mutex）或读写锁（sync.RWMutex）来保护 map，在读取或修改 map 时进行加锁操作，防止多个 goroutine 并发访问。
var mu sync.Mutex
m := make(map[string]int)// 写入操作需要加锁保护
mu.Lock()
m["key"] = 123
mu.Unlock()// 读取操作也需要加锁保护
mu.Lock()
value := m["key"]
mu.Unlock()
  • 使用 sync.Map（Go 1.9 引入的并发安全的 map 类型）：
    sync.Map 提供了一种并发安全的键值对存储和访问方式，无需手动加锁。
var m sync.Map// 存储键值对
m.Store("key", 123)// 加载键对应的值
value, ok := m.Load("key")
if ok {fmt.Println(value)
}// 删除指定键
m.Delete("key")

小结：

map 是 Go 语言中非常重要且常用的数据结构，用于存储和操作键值对数据。合理地使用 map 可以简化代码，并提高程序的性能和可读性。在使用 map 时，需要注意其特性和使用方法，避免出现意外的错误和行为。


http://www.ppmy.cn/devtools/38671.html

相关文章

Java 面试题整理

Java 面试题整理

Java 基础 Java 自动装箱、拆箱(编译器自动处理) 装箱: Jdk1.5 之后提供的功能、将包装类型自动转换为基本数据类型拆箱: Jdk1.5 之后提供的功能、将基本数据类型自动转换为包装类型 Jdk 与 Jre 的 区别 Jdk 是 Java 开发工具、包含了Jre 和 开发工具包JRE 是 Java 运行时环境 …
阅读更多...
Docker与Harbor：构建企业级私有Docker镜像仓库

Docker与Harbor：构建企业级私有Docker镜像仓库

目录 引言 一、本地私有仓库 &#xff08;一&#xff09;基本概述 &#xff08;二&#xff09;搭建本地私有仓库 1.下载registry镜像 2.启动容器 3.上传本地镜像 4.客户端下载镜像 二、Harbor简介 &#xff08;一&#xff09;什么是 Harbor &#xff08;二&#xff…
阅读更多...
Redis-1 缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

Redis-1 缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩

缓存穿透 一.数据查询的流程 程序根据请求查询数据时&#xff0c;会先到redis中查询&#xff0c;如果redis中查到了目标数据&#xff0c;则直接返回&#xff1b;如果redis中没有目标数据&#xff0c;则到mysql中查找&#xff0c;找到目标数据后返回&#xff0c;同时将该数据写…
阅读更多...
微型显示器可以实时监测大脑活动

微型显示器可以实时监测大脑活动

美国团队开发基于LED的设备&#xff0c;以可视化大脑活动&#xff0c;在脑外科手术中指导神经外科医生 来自加州大学圣地亚哥分校和马萨诸塞州总医院的工程师和医生开发了一种薄膜显示设备&#xff0c;该设备结合了电极网格和特殊的GaN LED&#xff0c;可以在手术过程中实时跟…
阅读更多...
MySQL: Buffer Pool概念整理

MySQL: Buffer Pool概念整理

一. 简介 MySQL中的Buffer Pool是InnoDB存储引擎用来缓存表数据和索引的内存区域。这是InnoDB性能优化中最关键的部分之一。通过在内存中缓存这些数据&#xff0c;InnoDB可以极大减少对磁盘I/O的需求&#xff0c;因为从内存中读取数据远比从磁盘读取要快得多。因此&#xff0c…
阅读更多...
NSSCTF Web方向的例题和相关知识点（一）

NSSCTF Web方向的例题和相关知识点（一）

[SWPUCTF 2021 新生赛]jicao 解题&#xff1a; 打开环境&#xff0c;是一段php代码 包含了flag.php文件&#xff0c;设定了一个POST请求的id和GET请求的json 语句会对GET请求的数据进行json解码 如果id和json变量的值都等于设定字符串&#xff0c;则得到 flag 我们可以使用…
阅读更多...
MATLAB 代数

MATLAB 代数

MATLAB 代数 到目前为止&#xff0c;我们已经看到所有示例都可以在MATLAB及其GNU&#xff08;也称为Octave&#xff09;中运行。但是&#xff0c;为了求解基本的代数方程&#xff0c;MATLAB和Octave几乎没有什么不同&#xff0c;因此我们将尝试在单独的部分中介绍MATLAB和Octa…
阅读更多...
一款开源高性能AI应用框架

一款开源高性能AI应用框架

前言 LobeChat 是一个基于 Next.js 框架构建的 AI 会话应用&#xff0c;旨在提供一个 AI 生产力平台&#xff0c;使用户能够与 AI 进行自然语言交互。 LobeChat应用架构 LobeChat 的整体架构由前端、EdgeRuntime API、Agents 市场、插件市场和独立插件组成。这些组件相互协作&a…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023