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如何用Go判斷元素是否在切片中

 更新時(shí)間:2022年06月29日 14:37:27   作者:戀喵大鯉魚(yú)  
切片(Slice)是一個(gè)擁有相同類型元素的可變長(zhǎng)度的序列,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于如何用Go判斷元素是否在切片中的相關(guān)資料,文中通過(guò)實(shí)例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

1.問(wèn)題

如何判斷元素是否在切片中,Golang 并沒(méi)有提供直接的庫(kù)函數(shù)來(lái)判斷,最容易想到的實(shí)現(xiàn)便是通過(guò)遍歷來(lái)判斷。

2.遍歷查詢

以字符串切片為例,判斷字符串切片中是否包含某個(gè)字符串。

// InSlice 判斷字符串是否在 slice 中。
func InSlice(items []string, item string) bool {
	for _, eachItem := range items {
		if eachItem == item {
			return true
		}
	}
	return false
}

這種實(shí)現(xiàn)時(shí)間復(fù)雜度是 O(n),n 為切片元素個(gè)數(shù)。

如果切片長(zhǎng)度比較短(10以內(nèi))或者不是頻繁調(diào)用,該性能是可以接受的。但是如果切片長(zhǎng)度較長(zhǎng)且頻繁調(diào)用,那么這種方法的性能將無(wú)法接受,我們可以借助 map 優(yōu)化一波。

3.map 查詢

先將 slice 轉(zhuǎn)為 map,通過(guò)查詢 map 來(lái)快速查看元素是否在 slice 中。

// ConvertStrSlice2Map 將字符串 slice 轉(zhuǎn)為 map[string]struct{}。
func ConvertStrSlice2Map(sl []string) map[string]struct{} {
	set := make(map[string]struct{}, len(sl))
	for _, v := range sl {
		set[v] = struct{}{}
	}
	return set
}

// InMap 判斷字符串是否在 map 中。
func InMap(m map[string]struct{}, s string) bool {
	_, ok := m[s]
	return ok
}

注意:使用空結(jié)構(gòu)體 struct{} 作為 value 的類型,因?yàn)?struct{} 不占用任何內(nèi)存空間。

fmt.Println(unsafe.Sizeof(bool(false))) // 1
fmt.Println(unsafe.Sizeof(struct{}{}))  // 0

雖然將 slice 轉(zhuǎn)為 map 的時(shí)間復(fù)雜度為 O(n),但是只轉(zhuǎn)換一次可以忽略。查詢?cè)厥欠裨?map 中的時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)。

4.性能對(duì)比

我們可以看下在元素?cái)?shù)量為 26 的情況下,取中位元素,做個(gè)基準(zhǔn)測(cè)試(benchmark),對(duì)比下二者的查詢性能。

func BenchmarkInSlice(b *testing.B) {
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		InSlice(sl, "m")
	}
}

func BenchmarkInMap(b *testing.B) {
	m := ConvertStrSlice2Map(sl)
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		InMap(m, "m")
	}
}

執(zhí)行測(cè)試命令輸出:

D:\code\gotest\contain>go test -bench=.
goos: windows
goarch: amd64
pkg: main/contain
cpu: Intel(R) Core(TM) i7-9700 CPU @ 3.00GHz
BenchmarkInSlice-8      30564058                38.35 ns/op
BenchmarkInMap-8        134556465                8.846 ns/op
PASS
ok      main/contain    3.479s

測(cè)試結(jié)果中,看到函數(shù)后面的 -8 個(gè)表示運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的 GOMAXPROCS 的值。接著的一串很大的數(shù)字表示運(yùn)行 for 循環(huán)的次數(shù),也就是調(diào)用被測(cè)試代碼的次數(shù),最后的38.35 ns/op表示每次需要花費(fèi) 38.35 納秒。

以上是測(cè)試時(shí)間默認(rèn)是 1 秒,也就是1秒的時(shí)間,如果想讓測(cè)試運(yùn)行的時(shí)間更長(zhǎng),可以通過(guò) -lunchtime 指定,比如 5 秒。

性能對(duì)比:

可以預(yù)料到的是隨著切片長(zhǎng)度增長(zhǎng),性能差距會(huì)越來(lái)越大。

5.轉(zhuǎn)換通用化

我們可以借助空接口 interface{} 來(lái)實(shí)現(xiàn)任意類型的切片轉(zhuǎn)換為 map,方便調(diào)用方使用。

// ToMapSetStrictE converts a slice or array to map set with error strictly.
// The result of map key type is equal to the element type of input.
func ToMapSetStrictE(i interface{}) (interface{}, error) {
	// check param
	if i == nil {
		return nil, fmt.Errorf("unable to converts %#v of type %T to map[interface{}]struct{}", i, i)
	}
	t := reflect.TypeOf(i)
	kind := t.Kind()
	if kind != reflect.Slice && kind != reflect.Array {
		return nil, fmt.Errorf("the input %#v of type %T isn't a slice or array", i, i)
	}
	// execute the convert
	v := reflect.ValueOf(i)
	mT := reflect.MapOf(t.Elem(), reflect.TypeOf(struct{}{}))
	mV := reflect.MakeMapWithSize(mT, v.Len())
	for j := 0; j < v.Len(); j++ {
		mV.SetMapIndex(v.Index(j), reflect.ValueOf(struct{}{}))
	}
	return mV.Interface(), nil
}

func main() {
	var sl = []string{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j", "k", "l", "m", "n", "o", "p", "q", "r", "s", "t", "u", "v", "w", "x", "y", "z"}
	m, _ := ToMapSetStrictE(sl)
	mSet = m.(map[string]struct{})
	if _, ok := m["m"]; ok {
		fmt.Println("in")
	}
	if _, ok := m["mm"]; !ok {
		fmt.Println("not in")
	}
}

運(yùn)行輸出:

in
not in

上面的轉(zhuǎn)換函數(shù)ToMapSetStrictE()已經(jīng)放到開(kāi)源 Go 工具庫(kù) go-huge-util,可直接通過(guò) go mod 方式 import 使用。

import (
	huge "github.com/dablelv/go-huge-util"
)

// 使用 go-huge-util
m, _ := huge.ToMapSetStrictE(sl)
mSet = m.(map[string]struct{})

// 或使用進(jìn)一步封裝的函數(shù),不用再斷言
mSet := huge.ToStrMapSetStrict(s)

6.借助開(kāi)源庫(kù) golang-set

上面其實(shí)是利用 map 實(shí)現(xiàn)了一個(gè) set(元素不重復(fù)集合),然后再判斷某個(gè) set 中是否存在某個(gè)元素。Golang 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)并沒(méi)有 set,但是我們可以用 map 來(lái)間接實(shí)現(xiàn),就像上面那樣子。

如果想使用 set 的完整功能,如初始化、Add、Del、Clear、Contains 等操作,推薦使用 Github 上成熟的開(kāi)源庫(kù) golang-set,描述中說(shuō) Docker 用的也是它。庫(kù)中提供了兩種 set 實(shí)現(xiàn),線程安全和非線程安全的 set。

golang-set 提供了五個(gè)生成 set 的函數(shù):

// NewSet creates and returns a reference to an empty set.  Operations
// on the resulting set are thread-safe.
func NewSet(s ...interface{}) Set {}

// NewSetWith creates and returns a new set with the given elements.
// Operations on the resulting set are thread-safe.
func NewSetWith(elts ...interface{}) Set {}

// NewSetFromSlice creates and returns a reference to a set from an
// existing slice.  Operations on the resulting set are thread-safe.
func NewSetFromSlice(s []interface{}) Set {}

// NewThreadUnsafeSet creates and returns a reference to an empty set.
// Operations on the resulting set are not thread-safe.
func NewThreadUnsafeSet() Set {}

// NewThreadUnsafeSetFromSlice creates and returns a reference to a
// set from an existing slice.  Operations on the resulting set are
// not thread-safe.
func NewThreadUnsafeSetFromSlice(s []interface{}) Set {}

下面借助 golang-set 來(lái)判斷切片中是否存在某個(gè)元素。

package main

import (
	"fmt"

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

func main() {
	var sl = []interface{}{"a", "b", "c", "d", "e", "f", "g", "h", "i", "j", "k", "l", "m", "n", "o", "p", "q", "r", "s", "t", "u", "v", "w", "x", "y", "z"}
	s := mapset.NewSetFromSlice(sl)
	fmt.Println(s.Contains("m"))	// true
	fmt.Println(s.Contains("mm"))	// false
}

7.小結(jié)

本文從問(wèn)題“判斷元素是否在切片中”開(kāi)始討論,給出相關(guān)的實(shí)現(xiàn)方式。這個(gè)問(wèn)題可以引申抽象為“如何將 slice 轉(zhuǎn)為元素不重復(fù)的 set”,并給出自己的通用轉(zhuǎn)換函數(shù) go-huge-util ToMapSetStrictE()。

當(dāng)然,網(wǎng)上已經(jīng)有很多成熟優(yōu)秀的代碼庫(kù)直接使用,比如 golang-set,感興趣的同學(xué)可以深入了解其用法和實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

到此這篇關(guān)于如何用Go判斷元素是否在切片中的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Go判斷元素在切片內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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