Golang Map类型

文章目录

• Map介绍
• Map的定义方式
• Map的增删查改
• • 新增和修改Map元素
  • 查找Map元素
  • 删除Map元素
  • 遍历Map元素
• Map元素排序
• Map切片

Map介绍

Map介绍

• 在Go中，map是哈希表的引用，是一种key-value数据结构。map类型写作map[K]V，其中K和V分别对应key和value的类型。
• map中所有的key都是相同的类型，所有的value也是相同的类型，但key和value可以是不同的类型，value通常使用自定义类型。
• map内部需要通过判断两个key是否相等以确保每个键的唯一性，因此key的数据类型必须是可比较，如果key是自定义类型，则要求自定义类型中的所有字段是可比较的。

map的示意图如下：

map中仅包含一个指向底层哈希表的指针，属于引用类型，当map类型变量进行赋值或传参时，本质就是将map中指向哈希表的指针的值进行拷贝，因此最终两个map变量底层指向的是同一个哈希表，其中一个变量对哈希表修改会影响到另一个map变量。如下：

Map的定义方式

方式一：make map

在定义map时，可以通过make创建指定初始容量的map。如下：

package main

import (
	"fmt"
	"unsafe"
)

func main() {
	// 方式一：make map
	var m = make(map[string]string, 10)
	fmt.Printf("m = %v\n", m)                     // m = map[]
	fmt.Printf("m len = %v\n", len(m))            // m len = 0
	fmt.Printf("m size = %d\n", unsafe.Sizeof(m)) // m size = 8
}

说明一下：

• map定义后需要先通过make函数分配内存空间，然后才能使用。make是Go中的内建函数，可以用于分配并初始化一个map，其第一个参数表示map的类型，第二个参数表示初始容量，第二个参数若省略则使用默认的初始容量。
• 在调用make函数创建map时提供初始容量，以便底层哈希表开辟足够多的哈希桶，这样可以避免后续在插入键值对时哈希表的频繁扩容（重新哈希），从而提高性能。
• 通过len函数可以获取map中键值对的数量，但无法通过cap函数获取map的容量，map底层的哈希表会自动扩容以适应需要存储的键值对数量。

方式二：指定具体的键值对

在定义map时，也可以直接指定具体的键值对。如下：

package main

import (
	"fmt"
)

func main() {
	// 方式二：指定具体的键值对
	var m = map[string]string{
		"四川省": "川",
		"陕西省": "陕",
		"广东省": "粤",
	}
	fmt.Printf("m = %v\n", m)          // m = map[四川省:川 广东省:粤 陕西省:陕]
	fmt.Printf("m len = %d\n", len(m)) // m len = 3
}

说明一下：

• 通过指定具体键值对创建map时，Go运行时也会在底层创建对应的哈希表，并将指定的键值对插入到哈希表中。

Map的增删查改

新增和修改Map元素

新增和修改Map元素

Go中通过map名[key] = value的方式在map中新增和修改键值对。如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	// 新增和修改Map元素
	var m = map[string]string{
		"四川省": "川",
		"陕西省": "陕",
		"广东省": "粤",
	}
	m["浙江省"] = "浙"                     // 新增
	m["四川省"] = "川~"                    // 修改
	fmt.Printf("m = %v\n", m)          // m = map[四川省:川~ 广东省:粤 浙江省:浙 陕西省:陕]
	fmt.Printf("m len = %d\n", len(m)) // m len = 4
}

说明一下：

• map中各个键值对的key值不能重复，在以map名[key] = value的方式操作map中的键值对时，如果对应的key值不存在则视为向map中新增键值对，如果对应的key值存在则视为修改map中对应键值对的value。

查找Map元素

查找Map元素

Go中通过map名[key]的方式查找map中的元素。如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	// 查找Map元素
	var m = map[string]string{
		"四川省": "川",
		"陕西省": "陕",
		"广东省": "粤",
	}
	var key = "四川省"
	value, ok := m[key] // 查找
	if !ok {
		fmt.Printf("没有key为%s的键值对\n", key)
	} else {
		fmt.Printf("%s的简称为%s\n", key, value) // 四川省的简称为川
	}
}

说明一下：

• 通过map名[key]的方式访问map中的元素将会得到两个值，如果map中存在对应key值的键值对，那么第一个值则是与key对应的value，第二个值为true；如果map中不存在对应key值的键值对，那么第一个值将是value对应类型的默认值，第二个值为false。
• 通过map名[key]的方式访问map中的元素时，可以根据得到的第二个值来判断map中是否存在对应key值的键值对，也可以选择只用一个变量来接收其返回值，相当于忽略了它的第二个返回值。

删除Map元素

删除Map元素

Go中通过delete函数删除map中指定key值的键值对。如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	// 删除Map元素
	var m = map[string]string{
		"四川省": "川",
		"陕西省": "陕",
		"广东省": "粤",
	}
	delete(m, "广东省") // 删除
	fmt.Printf("m = %v\n", m) // m = map[四川省:川 陕西省:陕]
}

说明一下：

• delete是Go中的内建函数，用于删除map中指定key值的键值对，如果map中不存在对应的键值对，则delete不进行任何操作。
• Go中没有提供删除map中所有键值对的方法，如果希望删除map中所有的键值对，可以遍历map中的键值对并逐个进行删除，或者通过make函数重新为当前map分配内存空间，此时原先map底层的哈希表将由GC回收。

遍历Map元素

遍历Map元素

Go中通过for range循环的方式对map元素的遍历。如下：

package main

import "fmt"

func main() {
	// 遍历Map元素
	var m = map[string]string{
		"四川省": "川",
		"陕西省": "陕",
		"广东省": "粤",
	}
	// 遍历map元素
	for key, value := range m {
		fmt.Printf("<key:%s, value:%s>\n", key, value)
	}
}

说明一下：

• 在for range循环中遍历map时，每次迭代会返回两个值，第一个是当前键值对的key，第二个是当前键值对的value，当遍历结束后会自动退出for range循环。
• map中的键值对是无序的，每次遍历map得到的键值对序列都是不可预测的。

Map元素排序

Map元素排序

map中的元素是无序的，想要按照key值遍历键值对，可以采用以下方式：

1. 获取map中所有键值对的key，得到keys序列。
2. 根据需求对keys序列进行排序。
3. 遍历keys序列，根据key值访问map中的键值对。

使用案例如下：

package main

import (
	"fmt"
	"sort"
)

func main() {
	// map元素排序
	var m = map[int]string{
		1: "周一",
		7: "周日",
		3: "周三",
		2: "周二",
		5: "周五",
		4: "周四",
		6: "周六",
	}
	// 1、获取map中所有的key
	var keys []int
	for key, _ := range m {
		keys = append(keys, key)
	}
	// 2、对所有的key进行排序
	sort.Ints(keys)
	// 3、遍历有序的key，根据key访问其value
	for _, key := range keys {
		fmt.Printf("<key:%d, value:%s>\n", key, m[key])
	}
}

运行程序后可以看到，输出的键值对信息是按key值排序的。如下：

说明一下：

• Ints是sort包中的一个函数，用于对int类型的切片按升序进行排序。
• sort包中还有对其他类型切片排序的函数，比如Float64s、Strings等。

Map切片

Map切片

如果一个切片中存储元素的数据类型是map，那么我们称之为map切片。如下：

package main

import "fmt"

func AddStudent(students []map[string]string,
	name string, gender string, class string) []map[string]string {
	var student = map[string]string{
		"name":   name,
		"gender": gender,
		"class":  class,
	}
	students = append(students, student)
	return students
}

func main() {
	// map切片
	var students []map[string]string
	students = AddStudent(students, "Alice", "female", "class 2")
	students = AddStudent(students, "Bob", "male", "class 1")
	for i := 0; i < len(students); i++ {
		fmt.Printf("第%d个学生的信息如下:\n", i+1)
		for key, value := range students[i] {
			fmt.Printf("\t%s: %s\n", key, value)
		}
	}
}

上述代码中定义了一个map切片，切片中的每一个map存储着一个学生的信息，我们通过AddStudent函数向map切片中添加了两个学生的信息，并通过遍历切片中的map输出了学生的信息。运行结果如下：

说明一下：

• 通过append函数向切片末尾追加元素时，append函数会对切片进行检测，如果该切片底层没有引用任何数组（nil切片），那么会先给切片分配一个底层数组，然后再将元素追加到切片中。
• 切片是引用类型，传参时采用引用的方式进行传递，函数内部的切片与原始切片底层引用的是同一个数组，函数内对切片的操作会影响到原始切片。但AddStudent函数在添加学生信息到切片后仍需要将追加后的切片返回，并在调用AddStudent函数的地方用原始切片接收返回值，目的是更新原始切片的长度字段和容量字段，否则在遍历切片中的学生信息时仍无法观察到添加的学生信息。