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Golang中Set类型的实现方法示例详解

程序员文章站 2022-06-24 09:24:23
前言 本篇主要给大家讲述了如何利用go语言的语法特性实现set类型的数据结构,分享出来供大家参考学习,话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。 需求 对于set类型的...

前言

本篇主要给大家讲述了如何利用go语言的语法特性实现set类型的数据结构,分享出来供大家参考学习,话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

需求

对于set类型的数据结构,其实本质上跟list没什么多大的区别。无非是set不能含有重复的item的特性,set有初始化、add、clear、remove、contains等操作。接下来看具体的实现方式分析吧。

实现

仍然按照已有的编程经验来联想如何实现基本set功能,在java中很容易知道hashset的底层实现是hashmap,核心的就是用一个常量来填充map键值对中的value选项。除此之外,重点关注go中map的数据结构,key是不允许重复的,如下所示:

m := map[string]string{
 "1": "one",
 "2": "two",
 "1": "one",
 "3": "three",
 }
 fmt.println(m)

程序会直接报错,提示重复key值,这样就非常符合set的特性需求了。

定义

前面分析出set的value为固定的值,用一个常量替代即可。但是笔者分析的实现源码,用的是一个空结构体来实现的,如下所示:

// 空结构体
var exists = struct{}{}
// set is the main interface
type set struct {
 // struct为结构体类型的变量
 m map[interface{}]struct{}
}

为了解决上面为什么用空结构体来做常量value,先看下面的是测试:

import (
 "fmt"
 "unsafe"
)

// 定义非空结构体
type s struct {
  a uint16
  b uint32
}

func main() {
 var s s
 fmt.println(unsafe.sizeof(s)) // prints 8, not 6
 var s2 struct{}
 fmt.println(unsafe.sizeof(s2)) // prints 0
}

打印出空结构体变量的内存占用大小为0,再看看下面这个测试:

a := struct{}{}
b := struct{}{}
fmt.println(a == b) // true
fmt.printf("%p, %p\n", &a, &b) // 0x55a988, 0x55a988

很有趣,a和b竟然相等,并且a和b的地址也是一样的。现在各位应该明白了为什么会有:

var exists = struct{}{}

这样的常量也来填充所有map的value了吧,go真是精彩!!!

初始化

set类型数据结构的初始化操作,在声明的同时可以选择传入或者不传入进去。声明map切片的时候,key可以为任意类型的数据,用空接口来实现即可。value的话按照上面的分析,用空结构体即可:

func new(items ...interface{}) *set {
 // 获取set的地址
 s := &set{}
 // 声明map类型的数据结构
 s.m = make(map[interface{}]struct{})
 s.add(items...)
 return s
}

添加

简化操作可以添加不定个数的元素进入到set中,用变长参数的特性来实现这个需求即可,因为map不允许key值相同,所以不必有排重操作。同时将value数值指定为空结构体类型。

func (s *set) add(items ...interface{}) error {
 for _, item := range items {
 s.m[item] = exists
 }
 return nil
}

包含

contains操作其实就是查询操作,看看有没有对应的item存在,可以利用map的特性来实现,但是由于不需要value的数值,所以可以用 _,ok来达到目的:

func (s *set) contains(item interface{}) bool {
 _, ok := s.m[item]
 return ok
}

长度和清除

获取set长度很简单,只需要获取底层实现的map的长度即可:

func (s *set) size() int {
 return len(s.m)
}

清除操作的话,可以通过重新初始化set来实现,如下即为实现过程:

func (s *set) clear() {
 s.m = make(map[interface{}]struct{})
}

相等

判断两个set是否相等,可以通过循环遍历来实现,即将a中的每一个元素,查询在b中是否存在,只要有一个不存在,a和b就不相等,实现方式如下所示:

func (s *set) equal(other *set) bool {
 // 如果两者size不相等,就不用比较了
 if s.size() != other.size() {
 return false
 }
 
 // 迭代查询遍历
 for key := range s.m {
  // 只要有一个不存在就返回false
 if !other.contains(key) {
 return false
 }
 }
 return true
}

子集

判断a是不是b的子集,也是循环遍历的过程,具体分析在上面已经讲述过,实现方式如下所示:

func (s *set) issubset(other *set) bool {
 // s的size长于other,不用说了
 if s.size() > other.size() {
 return false
 }
 // 迭代遍历
 for key := range s.m {
 if !other.contains(key) {
 return false
 }
 }
 return true
}

ok,以上就是go中set的主要函数实现方式,还是很有意思的。继续加油。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对的支持。