《快学 Go 语言》第 6 课 —— 字典

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《快学 Go 语言》第 6 课 —— 字典

技术小能手 2018-11-16 09:00:17 浏览1209
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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。

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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。本节我们只专注字典的基础使用,在后续的高级章节再来分析它的内部结构。

字典的创建

关于 Go 语言有很多批评的声音,比如说它不支持范型。其实严格来说 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

package main

import "fmt"

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

----------
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。

package main

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))
}

---------------
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

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


如果你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。

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

同 Python 语言一样,字典可以使用中括号来读写内部元素,使用 delete 函数来删除元素。

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)
}

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

删除操作时,如果对应的 key 不存在,delete 函数会静默处理。遗憾的是 delete 函数没有返回值,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。

你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

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,如下

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")
}
}

-------------
durin not exists
0


字典的下标读取可以返回两个值,使用第二个返回值都表示对应的 key 是否存在。初学者看到这种奇怪的用法是需要花时间来消化的,读者不需要想太多,它只是 Go 语言提供的语法糖,内部并没有太多的玄妙。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。

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


奇怪的是,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,如下

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)
}

----------
[apple banana orange] [2 5 8]


这会让代码写起来比较繁琐,不过 Go 语言官方就是没有提供,读者还是努力习惯一下吧

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。在后续锁的章节里,我们将会自己实现一个线程安全的字典。

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。

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可以使用 unsafe 包提供的 Sizeof 函数来计算一个变量的大小

package main

import (
"fmt"
"unsafe"
)

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

------
8

在遍历字典得到 keys 和 values 的例子里,我们分配了 names 和 scores 两个切片,如果把代码片断调整成下面这样,会有什么问题?

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


下一节我们开讲 Go 语言的字符串


原文发布时间为: 2018-11-16
本文作者:码洞
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