Go 语言中的 Map

本文介绍一种特殊的数据结构。它是一种元素对的无序集合，每一个索引(key)对应一个值(value)，这种数据结构在 Go 语言中被称之为 map。map 是一种能够通过索引(key)迅速找到值(value)的数据结构，所以也被称为字典。在 Go 语言中因为线程安全问题，一共实现了两种类型的 map，接下来我们每种都了解一下。

Tips：线程的知识会在Go语言的多线程中讲解。

1. 无锁的map

这种类型的 map 是线程不安全的 map，多个线程同时访问这个类型的 map 的同一个变量时，会有读写冲突，会导致系统奔溃。所以一般在单线程程序中使用的较多。

1.1 map 的创建

map 的底层结构也是一个指针，所以和变量不同，并不是声明后立刻能够使用。和切片相同，需要使用make()函数进行初始化。在初始化之前为空，没有零值。

代码示例：

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：声明一个 key 为 string 类型，value 为 string 类型的 map 变量；
• 第 9 行：此时 m 未初始化，值为 nil；
• 第 10 行：初始化 m。
• 第 11 行：此时 m 是一个没有存放数据的 map，值不为 nil。

执行结果：

1.2 map 的赋值

map 的赋值有两种方式：

• 使用:=使map在定义的时候直接赋值；
• 使用map[key]=value的形式对map进行赋值。

在明确知道 map 的值的时候就可以使用第一种方式进行赋值，比如说在建立中英文对应关系的时候。在未知 map 的取值时，一般建议使用后者进行赋值。

代码示例：

package main

import "fmt"

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

• 第 6 行：在 m1 被定义的时候直接赋值；
• 第 7 行：输出 m 1中 key 为 “Apple” 时对应的值；
• 第 8 行：使用:=进行免声明 make；
• 第 9~11 行：对 m2 进行赋值；
• 第 12 行：输出 m2 中 key 为 “Apple” 时对应的值。

执行结果：

1.3 map 的遍历

map 是字典结构，如果不清楚所有 key 的值，是无法对 map 进行遍历的，所以 Go 语言中使用了一个叫做range的关键字，配合for循环结构来对map结构进行遍历。

Tips：range同时也可以用来遍历数组和切片，数组和切片在range中可以看为map[int]数据类型结构，遍历和用法和map一致。

代码示例：

package main

import "fmt"

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

• 第 7 行：使用 range 关键字，每次 for 循环都会取出一个不重复的 key 和 value，赋值给 k 和 v，直至循环结束。

Tips：map 是无序的，所以每次输出的顺序可能会不一样。

执行结果：

1.4 map 的删除

map 在普通的用法中是无法移除只可以增加 key 和 value 的，所以 Go 语言中使用了一个内置函数delete(map,key)来移除 map 中的 key 和 value。

代码示例：

package main

import "fmt"

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

• 第8行：删除 m 中的 “Apple” 和其对应的 value。

执行结果：

2. 自带锁的 sync.Map

这种类型的 map 是线程安全的 map，多个线程同时访问这个类型的 map 的同一个变量时，不会有读写冲突，因为它自带原子锁，保障了多线程的数据安全。

2.1 sync.Map 的创建

这种类型的 map 创建不需要make，直接声明就可以使用，而且不需要声明 map 的 key 和 value 的类型。因为它底层的实现并不是指针，是一种多个变量的聚合类型，叫做结构体。

Tips：结构体的概念会在Go语言的结构体中讲解

代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

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

• 第 9 行：声明一个 sync.Map。
• 第 10 行：输出 m 的零值。

执行结果：

2.2 sync.Map 的操作

这个类型关于 map 的所有操作都是使用它自带的方法来实现的。包括range。

代码示例：

package main

import (
    "fmt"
    "sync"
)

func main() {

    var m sync.Map
    m.Store("Apple", "苹果")
    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 方法给 m 赋值；
• 第 14 行：使用 Load 取出 “Orange” 对应的值，如果不存在 “Orange” 这个 key，exist 的值为 false；
• 第 17 行：删除 m 中的 “Banana” 和其对应的 value；
• 第 19 行：使用 Range 方法遍历 m。

执行结果：

3. 小结

本文主要讲解了两个 map 数据类型，两种在功能上区别并不大，主要是在应用上。map[数据类型]数据类型一般使用在单线程场景，多线程场景使用sync.Map。在赋值上map[数据类型]数据类型可以赋初值，且需要指定数据类型。sync.Map无法赋初值，无需指定数据类型。