Go 語言中的 Map

本文介紹一種特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它是一種元素對的無序集合，每一個索引(key)對應(yīng)一個值(value)，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在 Go 語言中被稱之為 map。map 是一種能夠通過索引(key)迅速找到值(value)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，所以也被稱為字典。在 Go 語言中因為線程安全問題，一共實現(xiàn)了兩種類型的 map，接下來我們每種都了解一下。

Tips：線程的知識會在Go語言的多線程中講解。

1. 無鎖的map

這種類型的 map 是線程不安全的 map，多個線程同時訪問這個類型的 map 的同一個變量時，會有讀寫沖突，會導(dǎo)致系統(tǒng)奔潰。所以一般在單線程程序中使用的較多。

1.1 map 的創(chuàng)建

map 的底層結(jié)構(gòu)也是一個指針，所以和變量不同，并不是聲明后立刻能夠使用。和切片相同，需要使用make()函數(shù)進行初始化。在初始化之前為空，沒有零值。

代碼示例：

package main

import (
    "fmt"
)

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

• 第 8 行：聲明一個 key 為 string 類型，value 為 string 類型的 map 變量；
• 第 9 行：此時 m 未初始化，值為 nil；
• 第 10 行：初始化 m。
• 第 11 行：此時 m 是一個沒有存放數(shù)據(jù)的 map，值不為 nil。

執(zhí)行結(jié)果：

1.2 map 的賦值

map 的賦值有兩種方式：

• 使用:=使map在定義的時候直接賦值；
• 使用map[key]=value的形式對map進行賦值。

在明確知道 map 的值的時候就可以使用第一種方式進行賦值，比如說在建立中英文對應(yīng)關(guān)系的時候。在未知 map 的取值時，一般建議使用后者進行賦值。

代碼示例：

package main

import "fmt"

func main() {
    m1 := map[string]string{"Apple": "蘋果", "Orange": "橘子", "Banana": "香蕉"}
    fmt.Println(m1["Apple"])
    m2 := make(map[string]string)
    m2["Apple"] = "蘋果"
    m2["Orange"] = "橘子"
    m2["Banana"] = "香蕉"
    fmt.Println(m2["Apple"])
}

• 第 6 行：在 m1 被定義的時候直接賦值；
• 第 7 行：輸出 m 1中 key 為 “Apple” 時對應(yīng)的值；
• 第 8 行：使用:=進行免聲明 make；
• 第 9~11 行：對 m2 進行賦值；
• 第 12 行：輸出 m2 中 key 為 “Apple” 時對應(yīng)的值。

執(zhí)行結(jié)果：

1.3 map 的遍歷

map 是字典結(jié)構(gòu)，如果不清楚所有 key 的值，是無法對 map 進行遍歷的，所以 Go 語言中使用了一個叫做range的關(guān)鍵字，配合for循環(huán)結(jié)構(gòu)來對map結(jié)構(gòu)進行遍歷。

Tips：range同時也可以用來遍歷數(shù)組和切片，數(shù)組和切片在range中可以看為map[int]數(shù)據(jù)類型結(jié)構(gòu)，遍歷和用法和map一致。

代碼示例：

package main

import "fmt"

func main() {
    m := map[string]string{"Apple": "蘋果", "Orange": "橘子", "Banana": "香蕉"}
    for k, v := range m {
        fmt.Println("key:", k, ", value:", v)
    }
}

• 第 7 行：使用 range 關(guān)鍵字，每次 for 循環(huán)都會取出一個不重復(fù)的 key 和 value，賦值給 k 和 v，直至循環(huán)結(jié)束。

Tips：map 是無序的，所以每次輸出的順序可能會不一樣。

執(zhí)行結(jié)果：

1.4 map 的刪除

map 在普通的用法中是無法移除只可以增加 key 和 value 的，所以 Go 語言中使用了一個內(nèi)置函數(shù)delete(map,key)來移除 map 中的 key 和 value。

代碼示例：

package main

import "fmt"

func main() {
    m := map[string]string{"Apple": "蘋果", "Orange": "橘子", "Banana": "香蕉"}
    fmt.Println(m)
    delete(m, "Apple")
    fmt.Println(m)
}

• 第8行：刪除 m 中的 “Apple” 和其對應(yīng)的 value。

執(zhí)行結(jié)果：

2. 自帶鎖的 sync.Map

這種類型的 map 是線程安全的 map，多個線程同時訪問這個類型的 map 的同一個變量時，不會有讀寫沖突，因為它自帶原子鎖，保障了多線程的數(shù)據(jù)安全。

2.1 sync.Map 的創(chuàng)建

這種類型的 map 創(chuàng)建不需要make，直接聲明就可以使用，而且不需要聲明 map 的 key 和 value 的類型。因為它底層的實現(xiàn)并不是指針，是一種多個變量的聚合類型，叫做結(jié)構(gòu)體。

Tips：結(jié)構(gòu)體的概念會在Go語言的結(jié)構(gòu)體中講解

代碼示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {
    var m sync.Map
    fmt.Println(m)
}

• 第 9 行：聲明一個 sync.Map。
• 第 10 行：輸出 m 的零值。

執(zhí)行結(jié)果：

2.2 sync.Map 的操作

這個類型關(guān)于 map 的所有操作都是使用它自帶的方法來實現(xiàn)的。包括range。

代碼示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {

    var m sync.Map
    m.Store("Apple", "蘋果")
    m.Store("Orange", "橘子")
    m.Store("Banana", "香蕉")
    tmp, exist := m.Load("Orange")
    fmt.Println(tmp, exist)

    m.Delete("Banana")

    m.Range(func(k, v interface{}) bool {
        fmt.Println("key:", k, ", value:", v)
        return true
    })
}

• 第 11~13 行：使用 Store 方法給 m 賦值；
• 第 14 行：使用 Load 取出 “Orange” 對應(yīng)的值，如果不存在 “Orange” 這個 key，exist 的值為 false；
• 第 17 行：刪除 m 中的 “Banana” 和其對應(yīng)的 value；
• 第 19 行：使用 Range 方法遍歷 m。

執(zhí)行結(jié)果：

3. 小結(jié)

本文主要講解了兩個 map 數(shù)據(jù)類型，兩種在功能上區(qū)別并不大，主要是在應(yīng)用上。map[數(shù)據(jù)類型]數(shù)據(jù)類型一般使用在單線程場景，多線程場景使用sync.Map。在賦值上map[數(shù)據(jù)類型]數(shù)據(jù)類型可以賦初值，且需要指定數(shù)據(jù)類型。sync.Map無法賦初值，無需指定數(shù)據(jù)類型。