草庐IT

Golang实现set

Amos01 2023-03-28 原文

背景

Golang语言本身未实现set,但是实现了map

golang的map是一种无序的键值对的集合,其中键是唯一的

而set是键的不重复的集合,因此可以用map来实现set

Empty

由于map是key-value集合,如果使用map来实现set,则不需要关注value的具体类型和值

struct{}是具有零个元素的struct,struct{}的大小为0,不占用空间,因此十分适合作为value使用

type Empty struct{}

Int64HashSet

Golang是静态强类型语言,对于int8、uint8、int64、uint64、 string基础数据类型的set,均需要实现类似的代码

定义

type Int8HashSet map[int8]Empty
type UintHashSet map[uint8]Empty 
type Int64HashSet map[int64]Empty 
type Uint64HashSet map[uint64]Empty 
type Int64HashSet map[string]Empty  

以int64为例,实现set的基本操作

初始化

func NewInt64HashSet(cap ...int) Int64HashSet {
	var set Int64HashSet
	if len(cap) == 0 {
		set = make(Int64HashSet)
	} else {
		set = make(Int64HashSet, cap[0])
	}
	return set
}

插入

func (set Int64HashSet) Insert(items ...int64) {
	for _, item := range items {
		set[item] = Empty{}
	}
}

删除

func (set Int64HashSet) Delete(items ...int64) {
	for _, item := range items {
		delete(set, item)
	}
}

列表

func (set Int64HashSet) List() []int64 {
	list := make([]int64, 0, len(set))
	for item := range set {
		list = append(list, item)
	}
	return list
}

弊端

采用上面的方法实现,会充斥着大量重复代码,对于其它类型如int8,uint8,string等类型,需要单独实现,尽管逻辑基本一致。

在Go 1.18版本之前,我们可以使用反射来避免这个问题,

使用反射在运行时推断具体的类型,虽然有性能上的损耗,但是单次纳秒级别的操作,基本可以忽略不计。

HashSet

interface{}是没有方法的空接口,所有类型都实现了空接口

通过反射可以从interface获取对象的值和类型

定义

type HashSet map[interface{}]Empty

初始化

func NewHashSet(cap ...int) HashSet {
	var set HashSet
	if len(cap) == 0 {
		set = make(HashSet)
	} else {
		set = make(HashSet, cap[0])
	}
	return set
}

插入

func (set HashSet) Insert(items ...interface{}) {
	for _, item := range items {
		set[item] = Empty{}
	}
}

删除

func (set HashSet) Delete(items ...interface{}) {
	for _, item := range items {
		delete(set, item)
	}
}

列表

// 通过反射获取到具体的类型
// 可以将int64替换为其它类型,如uint8, string等
func (set HashSet) ListInt64() []int64 {
	list := make([]int64, 0, len(set))
	for item := range set {
		if val, ok := item.(int64); ok {
			list = append(list, val)
		}
	}
	return list
}

func (set HashSet) ListString() []string {
	list := make([]string, 0, len(set))
	for item := range set {
		if val, ok := item.(string); ok {
			list = append(list, val)
		}
	}
	return list
}

GenericHashSet

反射在编译时缺少类型检查,比如对于同一个set,先后插入int类型和string类型数据,在编译和运行阶段均不会报错。

hash := NewHashSet(8)
// 插入int类型
hash.Insert(111)
// 插入string类型
hash.Insert("string")

使用反射在一定程度上避免了大量的重复代码,但是将set转换为slice还是会存在重复的相似逻辑的代码

并且需要在运行时获取/判断对象的类型和值,存在一定的性能损耗

在Go 1.18版本提供了范型(Generics)的支持,

范型可以在编译期间进行类型检查和类型推断,相对于反射机制而言,性能有所提升

定义

type GenericHashSet[T comparable] map[T]Empty

初始化

func NewGenericHashSet[T comparable](cap ...int) *GenericHashSet[T] {
	var set GenericHashSet[T]
	if len(cap) == 0 {
		set = make(GenericHashSet[T])
	} else {
		set = make(GenericHashSet[T], cap[0])
	}
	return &set
}

插入

func (set *GenericHashSet[T]) Insert(items ...T) {
	for _, item := range items {
		(*set)[item] = Empty{}
	}
}

删除

func (set *GenericHashSet[T]) Delete(items ...T) {
	for _, item := range items {
		delete(*set, item)
	}
}

列表

func (set *GenericHashSet[T]) List() []T {
	list := make([]T, 0, len(*set))
	for item := range *set {
		list = append(list, item)
	}
	return list
}

性能对比

插入操作测试代码

func BenchmarkInt64HashSetInsert(b *testing.B) {
	intHashSet := NewInt64HashSet()
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		intHashSet.Insert(rand.Int63())
	}
}

func BenchmarkGenericHashSetInsert(b *testing.B) {
	gHashSet := NewGenericHashSet[int64]()
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		gHashSet.Insert(rand.Int63())
	}
}

func BenchmarkHashSetInsert(b *testing.B) {
	hashSet := NewHashSet()
	rand.Seed(time.Now().UnixNano())
	for i := 0; i < b.N; i++ {
		hashSet.Insert(rand.Int63())
	}
}

 插入操作测试结果

zbwdeAir:set zbw$ go test -bench="BenchmarkInt64HashSetInsert|BenchmarkGenericHashSetInsert|BenchmarkHashSetInsert" -benchmem
goos: darwin
goarch: arm64
pkg: set/set
BenchmarkInt64HashSetInsert-8           10051916               119.2 ns/op            40 B/op          0 allocs/op
BenchmarkGenericHashSetInsert-8         13957741               123.7 ns/op            57 B/op          0 allocs/op
BenchmarkHashSetInsert-8                 6526810               188.9 ns/op            63 B/op          1 allocs/op
PASS
ok      set/set 4.897s

可以看出来,Int64HashSet性能最优,GenericHashSet次之,HashSet性能最差。

从实际使用角度看

对于Go < 1.18版本,使用HashSet即可。如果追求性能的极致,不介意大量重复代码,那还是使用Int64HashSet

对于单次操作的时间在ns级别,对于大部分业务场景,反射带来的性能损耗基本可以忽略,性能的瓶颈并不在这里。

对于Go >= 1.18版本,可以使用GenericHashSet

其它

如果需要实现有序set,则需要链表辅助实现

详细代码,github

如果你觉得还可以,点一下Star?

 

有关Golang实现set的更多相关文章

  1. ruby-on-rails - 如何使用 instance_variable_set 正确设置实例变量? - 2

    我正在查看instance_variable_set的文档并看到给出的示例代码是这样做的:obj.instance_variable_set(:@instnc_var,"valuefortheinstancevariable")然后允许您在类的任何实例方法中以@instnc_var的形式访问该变量。我想知道为什么在@instnc_var之前需要一个冒号:。冒号有什么作用? 最佳答案 我的第一直觉是告诉你不要使用instance_variable_set除非你真的知道你用它做什么。它本质上是一种元编程工具或绕过实例变量可见性的黑客攻击

  2. ruby - 如何根据特征实现 FactoryGirl 的条件行为 - 2

    我有一个用户工厂。我希望默认情况下确认用户。但是鉴于unconfirmed特征,我不希望它们被确认。虽然我有一个基于实现细节而不是抽象的工作实现,但我想知道如何正确地做到这一点。factory:userdoafter(:create)do|user,evaluator|#unwantedimplementationdetailshereunlessFactoryGirl.factories[:user].defined_traits.map(&:name).include?(:unconfirmed)user.confirm!endendtrait:unconfirmeddoenden

  3. ruby - Sinatra set cache_control to static files in public folder编译错误 - 2

    我不知道为什么,但是当我设置这个设置时它无法编译设置:static_cache_control,[:public,:max_age=>300]这是我得到的syntaxerror,unexpectedtASSOC,expecting']'(SyntaxError)set:static_cache_control,[:public,:max_age=>300]^我只想将“过期”header设置为css、javaascript和图像文件。谢谢。 最佳答案 我猜您使用的是Ruby1.8.7。Sinatra文档中显示的语法似乎是在Ruby1.

  4. 华为OD机试用Python实现 -【明明的随机数】 2023Q1A - 2

    华为OD机试题本篇题目:明明的随机数题目输入描述输出描述:示例1输入输出说明代码编写思路最近更新的博客华为od2023|什么是华为od,od薪资待遇,od机试题清单华为OD机试真题大全,用Python解华为机试题|机试宝典【华为OD机试】全流程解析+经验分享,题型分享,防作弊指南华为o

  5. 基于C#实现简易绘图工具【100010177】 - 2

    C#实现简易绘图工具一.引言实验目的:通过制作窗体应用程序(C#画图软件),熟悉基本的窗体设计过程以及控件设计,事件处理等,熟悉使用C#的winform窗体进行绘图的基本步骤,对于面向对象编程有更加深刻的体会.Tutorial任务设计一个具有基本功能的画图软件**·包括简单的新建文件,保存,重新绘图等功能**·实现一些基本图形的绘制,包括铅笔和基本形状等,学习橡皮工具的创建**·设计一个合理舒适的UI界面**注明:你可能需要先了解一些关于winform窗体应用程序绘图的基本知识,以及关于GDI+类和结构的知识二.实验环境Windows系统下的visualstudio2017C#窗体应用程序三.

  6. MIMO-OFDM无线通信技术及MATLAB实现(1)无线信道:传播和衰落 - 2

     MIMO技术的优缺点优点通过下面三个增益来总体概括:阵列增益。阵列增益是指由于接收机通过对接收信号的相干合并而活得的平均SNR的提高。在发射机不知道信道信息的情况下,MIMO系统可以获得的阵列增益与接收天线数成正比复用增益。在采用空间复用方案的MIMO系统中,可以获得复用增益,即信道容量成倍增加。信道容量的增加与min(Nt,Nr)成正比分集增益。在采用空间分集方案的MIMO系统中,可以获得分集增益,即可靠性性能的改善。分集增益用独立衰落支路数来描述,即分集指数。在使用了空时编码的MIMO系统中,由于接收天线或发射天线之间的间距较远,可认为它们各自的大尺度衰落是相互独立的,因此分布式MIMO

  7. 【Java入门】使用Java实现文件夹的遍历 - 2

    遍历文件夹我们通常是使用递归进行操作,这种方式比较简单,也比较容易理解。本文为大家介绍另一种不使用递归的方式,由于没有使用递归,只用到了循环和集合,所以效率更高一些!一、使用递归遍历文件夹整体思路1、使用File封装初始目录,2、打印这个目录3、获取这个目录下所有的子文件和子目录的数组。4、遍历这个数组,取出每个File对象4-1、如果File是否是一个文件,打印4-2、否则就是一个目录,递归调用代码实现publicclassSearchFile{publicstaticvoidmain(String[]args){//初始目录Filedir=newFile("d:/Dev");Datebeg

  8. ruby - Arrays Sets 和 SortedSets 在 Ruby 中是如何实现的 - 2

    通常,数组被实现为内存块,集合被实现为HashMap,有序集合被实现为跳跃列表。在Ruby中也是如此吗?我正在尝试从性能和内存占用方面评估Ruby中不同容器的使用情况 最佳答案 数组是Ruby核心库的一部分。每个Ruby实现都有自己的数组实现。Ruby语言规范只规定了Ruby数组的行为,并没有规定任何特定的实现策略。它甚至没有指定任何会强制或至少建议特定实现策略的性能约束。然而,大多数Rubyist对数组的性能特征有一些期望,这会迫使不符合它们的实现变得默默无闻,因为实际上没有人会使用它:插入、前置或追加以及删除元素的最坏情况步骤复

  9. ruby - "public/protected/private"方法是如何实现的,我该如何模拟它? - 2

    在ruby中,你可以这样做:classThingpublicdeff1puts"f1"endprivatedeff2puts"f2"endpublicdeff3puts"f3"endprivatedeff4puts"f4"endend现在f1和f3是公共(public)的,f2和f4是私有(private)的。内部发生了什么,允许您调用一个类方法,然后更改方法定义?我怎样才能实现相同的功能(表面上是创建我自己的java之类的注释)例如...classThingfundeff1puts"hey"endnotfundeff2puts"hey"endendfun和notfun将更改以下函数定

  10. ruby-on-rails - 尝试设置 Amazon 的 S3 存储桶 : 403 Forbidden error & setting permissions - 2

    我正在关注Hartl的railstutorial.org并已到达11.4.4:Imageuploadinproduction.我做了什么:注册亚马逊网络服务在AmazonIdentityandAccessManagement中,我创建了一个用户。用户创建成功。在AmazonS3中,我创建了一个新存储桶。设置新存储桶的权限:权限:本教程指示“授予上一步创建的用户读写权限”。但是,在存储桶的“权限”下,未提及新用户名。我只能在每个人、经过身份验证的用户、日志传送、我和亚马逊似乎根据我的名字+数字创建的用户名之间进行选择。我已经通过选择经过身份验证的用户并选中了上传/删除和查看权限的框(而不

随机推荐