第15天：映射（Map）
学习目标
在本节中，我们将深入理解Go语言中的字典类型（映射），通过例子与图示来帮助你掌握其使用方法。我们将涵盖以下几个方面：
- 概念定义
- 创建和使用映射
- 访问和更新映射中的值
- 删除映射中的键
- 遍历映射
- 映射的特性与注意事项
- 实战项目示例
- 总结与练习
1. 概念定义
在Go语言中，映射（Map）是一种内置的数据类型，用于存储键值对。每个键必须是唯一的，而每个键对应的值可以是任意类型。映射类似于其他编程语言中的字典、哈希表或关联数组。
特点：
- 快速查找：映射提供常数时间复杂度的查找。
- 无序：映射中的元素是无序的。
- 灵活性：键和值都可以是任意类型。
| 特性 | 描述 |
|---|---|
| 键 | 唯一且不可变，可以是字符串、整数等 |
| 值 | 可以是任何类型，包括切片、结构体等 |
| 无序性 | 不保证元素顺序 |
| 类型声明 | 使用map[keyType]valueType声明 |
2. 创建和使用映射
创建映射
映射可以使用make函数创建，也可以使用字面值进行初始化。
示例代码：
package mainimport ("fmt"
)func main() {// 使用make函数创建空映射studentGrades := make(map[string]int)// 使用字面值创建并初始化映射employeeSalaries := map[string]float64{"Alice": 70000,"Bob": 50000,"Charlie": 60000,}fmt.Println(studentGrades)fmt.Println(employeeSalaries)
}
代码运行流程图
┌─────────────────────────┐
│ main() │
├─────────────────────────┤
│ make(map[string]int) │
│ ↑ │
│ └───> studentGrades │
│ │
│ map[string]float64{...} │
│ ↑ │
│ └───> employeeSalaries │
└─────────────────────────┘
3. 访问和更新映射中的值
访问值
可以通过指定键来访问映射中的值。如果键不存在，返回值类型的零值。
示例代码：
grade := studentGrades["Alice"]
fmt.Println("Alice's grade:", grade) // 输出: Alice's grade: 0 (默认零值)
更新值
直接通过指定键进行赋值。
示例代码：
studentGrades["Alice"] = 90
fmt.Println("Alice's updated grade:", studentGrades["Alice"]) // 输出: 90
4. 删除映射中的键
使用内置的delete函数可以从映射中删除特定的键及其值。
示例代码：
delete(studentGrades, "Alice")
fmt.Println("After deleting Alice:", studentGrades) // 输出: map[] (预期为空映射)
5. 遍历映射
使用for range循环遍历映射中的所有键值对。
示例代码：
for name, salary := range employeeSalaries {fmt.Printf("%s earns $%.2f\n", name, salary)
}
遍历流程图
┌─────────────────────────┐
│ range迭代器 │
├─────────────────────────┤
│ name = key │
│ salary = value │
│ ↓ │
│ 输出 key & value │
└─────────────────────────┘
6. 映射的特性与注意事项
注意事项
- 键的类型：映射的键必须支持比较操作，例如字符串、整数、布尔值等。结构体和切片不能作为键。
- 零值行为：如果访问一个不存在的键，该键的值会返回零值，可能导致逻辑错误。
- 并发安全：使用映射时需要注意并发条件，Go的映射在并发写入时可能会引发错误。
7. 实战项目示例
假设我们要创建一个简单的图书馆系统，其中每本书的ISBN对应一本书的信息（标题、作者、出版年份等）。
代码实现
package mainimport ("fmt"
)// Book 结构体表示一本书
type Book struct {Title stringAuthor stringYear int
}func main() {// 创建一个书籍映射，键为ISBN，值为Book结构体library := make(map[string]Book)// 添加书籍library["978-3-16-148410-0"] = Book{"Go Programming", "John Doe", 2020}library["978-1-23-456789-7"] = Book{"Learning Go", "Jane Smith", 2021}// 访问书籍信息isbn := "978-3-16-148410-0"if book, exists := library[isbn]; exists {fmt.Printf("Book found: %s by %s (%d)\n", book.Title, book.Author, book.Year)} else {fmt.Println("Book not found.")}// 遍历图书馆中的所有书籍for isbn, book := range library {fmt.Printf("ISBN: %s, Title: %s, Author: %s, Year: %d\n", isbn, book.Title, book.Author, book.Year)}// 删除一本书delete(library, "978-3-16-148410-0")fmt.Println("Updated library:", library)
}
代码运行流程图
┌──────────────────────────┐
│ main() │
├──────────────────────────┤
│ make(map[string]Book) │
│ ↑ │
│ └───> library │
│ ──────────────────────────│
│ 添加书籍到library │
│ ──────────────────────────│
│ if book.exists() │
│ └───> 打印书籍信息 │
│ ──────────────────────────│
│ for isbn, book { │
│ └───> 遍历并打印书籍 │
│ ──────────────────────────│
│ delete(library, "") │
│ └───> 更新library │
└──────────────────────────┘
8. 总结与练习
总结
在这一节中，我们深入了解了Go语言的映射类型，学习了如何创建、使用、删除和遍历映射。映射的高效性和灵活性使其成为管理键值对的重要工具。我们还通过实战示例增强了对映射的理解。
练习任务
- 创建一个映射，存储城市的名字及其对应的国家，并实现访问、更新和删除操作。
- 编写一个程序，统计一段文本中每个单词出现的次数，并将结果存储在映射中。
- 将我们图书馆的实现改进一下，支持根据年份查询书籍。
通过以上练习，你将更深入地理解映射的使用和应用场景。
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