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今天第一次上直播课，也是我第一次接触 Golang，在听 Go 语法的时候，也是学到了 Go 语言对 map 的使用方法，而作为一个 Acm 现役铁手，不难会对 map 的用法感到熟悉，也不由得对 Go 的 map 感到一丝好奇，所以就浅浅钻研了一下两个 map 之间的区别。
首先，什么是map
In computer science, an associative array, map, symbol table, or dictionary is an abstract data type composed of a collection of (key, value) pairs, such that each possible key appears at most once in the collection.
上面这段话来源于维基百科，译为：“在计算机科学中，关联数组、映射、符号表或字典是由一组（键、值）对组成的抽象数据类型，因此每个可能的键在集合中最多出现一次。”
所以我们不难发现，map作为STL的一个关联容器，它提供一对一（键：值）的数据处理能力，其底层存储方式为数组，在存储时key不能重复，当key重复时，value进行覆盖，也就是说，map就是key-value的数据结构，一个key对应一个value，这个value可以是数字、对象、数组。
如何实现
map的实现主要有两种方式：哈希表（hash table）和搜索树（search tree）。C++中的Map是基于平衡搜索二叉树，即红黑树而实现的，而Go中的map是基于哈希表（散列表）实现的。自此，我们就可以发现它们第一种区别：（有大佬教教我怎么把表格居中嘛，这个markdown有点点不会用...）
| C++中的map | Go中的map | |
|---|---|---|
| 实现方式 | 红黑树（平衡搜索二叉树） | 哈希表（散列表） |
| 查找效率（最优） | O（log n） | O（1） |
| 查找效率（最坏） | O（log n） | O（n） |
| 查找效率（平均） | O（log n） | O（1） |
| 插入、删除效率（最优） | O（log n） | O（1） |
| 插入、删除效率（最坏） | O（log n） | O（n） |
| 插入、删除效率（平均） | O（log n） | O（1） |
| 返回key | 有序 | 无序 |
由于二叉搜索树与哈希表的特性，我们很容易就可以发现以上几种区别，虽然对于哈希表的最坏查找效率会达到O（n），但只要哈希表设计的足够优秀，一般就不会出现最坏的情况。所以，想必大家一定很好奇Go语言的map的底层代码了吧，我们不妨一起来简单看看。
Golang map
通过- The Go Programming Language，我们不难查到Go的源码。因为能力有限，在查阅了相关资料之后，仅仅对map的结构有了初步的认识，大佬们可以直接点击链接开始观看源码，下面也给大家简单列出了原版结构与个人所理解的结构（其实就是带着一点点理解简单翻译了一下嗯）。
// A header for a Go map.
type hmap struct {
// Note: the format of the hmap is also encoded in cmd/compile/internal/gc/reflect.go.
// Make sure this stays in sync with the compiler's definition.
count int // # live cells == size of map. Must be first (used by len() builtin)
flags uint8
B uint8 // log_2 of # of buckets (can hold up to loadFactor * 2^B items)
noverflow uint16 // approximate number of overflow buckets; see incrnoverflow for details
hash0 uint32 // hash seed
buckets unsafe.Pointer // array of 2^B Buckets. may be nil if count==0.
oldbuckets unsafe.Pointer // previous bucket array of half the size, non-nil only when growing
nevacuate uintptr // progress counter for evacuation (buckets less than this have been evacuated)
extra *mapextra // optional fields
}
// A header for a Go map.
type hmap struct {
count int // 代表哈希表中的元素个数，调用len(map)时，返回该字段值。
flags uint8 // 状态标志
B uint8 // buckets的对数log 2（哈希表元素数量最大可达到装载因子*2^B）
noverflow uint16 // 溢出桶的大概数量。
hash0 uint32 // 哈希种子。
buckets unsafe.Pointer // 指向buckets数组的指针，数组大小为2^B，如果元素个数为0，它为nil。
oldbuckets unsafe.Pointer // 如果发生扩容，oldbuckets是指向老的buckets数组的指针，老的buckets数组大小是新的buckets的1/2。非扩容状态下，它为nil。
nevacuate uintptr // 表示扩容进度，小于此地址的buckets代表已搬迁完成。
extra *mapextra // 这个字段是为了优化GC扫描而设计的。当key和value均不包含指针，并且都可以inline时使用。extra是指向mapextra类型的指针。
//关于golang的gc（garbage collection）机制，使用方法是标记清理法（三色标记法），另外使用屏障等技术提高回收效率。
}
我们对它有了初步的理解后，在- Go maps in action中，我们也可以发现Go的map的几个特性：
-
使用时必须要make一下，或者使用 :=方式，直接使用未初始化的map则会panic；（注意是使用时，其实这里和C++也产生了一个对比，在C++中只需要重新定义map，即实现了初始化，不需要特意进行类似于make一样的操作；而在Go中，对于不指定初始化大小，和初始化值hint<=8（bucketCnt）时，Go会调用makemap_small函数（- The Go Programming Language），在hint>8时，则调用makemap函数，并直接从堆上进行分配，具体大家可以自己看看源码啦）
-
key的类型必须是可比较类型；
-
不指定迭代顺序，若需要顺序，则需要另外申请slice保存keys，然后sort.Ints(keys)；（这一点刚刚说过哦）
简单展示几个小区别
C++
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main()
{
map<string, int> m;
m["a"] = 1;
cout << m.size() << endl; // 1
if (m["b"] == 1 ){} // m["a"] is assigned to 0 automatically and m is changed
cout << m.size() << endl; // 2
return 0;
}
Go
package main
import "fmt"
func main(){
m := map[string]int {"hello": 1}
fmt.Println(len(m)) // 1
if m["world"] == 1 {
}// m["world"] is 0 but m is not changed actually
fmt.Println(len(m), m) // len(m) is still 1
}
结尾
咱就是说，其实还蛮有意思的哈哈哈哈哈，大家能看懂嘛，第一次写笔记，其实这节课除了这些，像是猜数字、字典、Sockets5代理那些都很有意思，收获颇丰呐，期待下节课的学习。
（其实本来还画了几张map实现原理的图的，但是实在有那么亿点点丑，就不拿出来献丑了哈哈哈哈哈哈哈）
