Go中如何使用set的方法示例

2020-01-28 14:08:46王振洲

今天来聊一下 Go 如何使用 set,本文将会涉及 set 和 bitset 两种数据结构。

Go 的数据结构

Go 内置的数据结构并不多。工作中,我们最常用的两种数据结构分别是 slice 和 map,即切片和映射。其实,Go 中也有数组,切片的底层就是数组,只不过因为切片的存在,我们平时很少使用它。

除了 Go 内置的数据结构,还有一些数据结构是由 Go 的官方 container 包提供,如 heap 堆、list 双向链表和ring 回环链表。但今天我们不讲它们,这些数据结构,对于熟手来说,看看文档就会使用了。

我们今天将来聊的是 set 和 bitset。据我所知,其他一些语言,比如 Java,是有这两种数据结构。但 Go 当前还没有以任何形式提供。

实现思路

先来看一篇文章,访问地址 2 basic set implementations[1] 阅读。文中介绍了两种 go 实现 set 的思路, 分别是 map 和 bitset。

有兴趣可以读读这篇文章,我们接下来具体介绍下。

map

我们知道,map 的 key 肯定是唯一的,而这恰好与 set 的特性一致,天然保证 set 中成员的唯一性。而且通过 map 实现 set,在检查是否存在某个元素时可直接使用 _, ok := m[key] 的语法,效率高。

先来看一个简单的实现,如下:


set := make(map[string]bool) // New empty set
set["Foo"] = true   // Add
for k := range set {   // Loop
 fmt.Println(k)
}
delete(set, "Foo") // Delete
size := len(set)  // Size
exists := set["Foo"] // Membership

通过创建 map[string]bool 来存储 string 的集合,比较容易理解。但这里还有个问题,map 的 value 是布尔类型,这会导致 set 多占一定内存空间,而 set 不该有这个问题。

怎么解决这个问题?

设置 value 为空结构体,在 Go 中,空结构体不占任何内存。当然,如果不确定,也可以来证明下这个结论。


unsafe.Sizeof(struct{}{}) // 结果为 0

优化后的代码,如下:


type void struct{}
var member void

set := make(map[string]void) // New empty set
set["Foo"] = member   // Add
for k := range set {   // Loop
 fmt.Println(k)
}
delete(set, "Foo")  // Delete
size := len(set)  // Size
_, exists := set["Foo"] // Membership

之前在网上看到有人按这个思路做了封装,还写了一篇文章[2],可以去读一下。

其实,github 上已经有个成熟的包,名为 golang-set,它也是采用这个思路实现的。访问地址 golang-set[3],描述中说 Docker 用的也是它。包中提供了两种 set 实现,线程安全的 set 和非线程安全的 set。

演示一个简单的案例。


package main

import (
 "fmt"

 mapset "github.com/deckarep/golang-set"
)

func main() {
 // 默认创建的线程安全的,如果无需线程安全
 // 可以使用 NewThreadUnsafeSet 创建,使用方法都是一样的。
 s1 := mapset.NewSet(1, 2, 3, 4)
 fmt.Println("s1 contains 3: ", s1.Contains(3))
 fmt.Println("s1 contains 5: ", s1.Contains(5))

 // interface 参数,可以传递任意类型
 s1.Add("poloxue")
 fmt.Println("s1 contains poloxue: ", s1.Contains("poloxue"))
 s1.Remove(3)
 fmt.Println("s1 contains 3: ", s1.Contains(3))

 s2 := mapset.NewSet(1, 3, 4, 5)

 // 并集
 fmt.Println(s1.Union(s2))
}