golang有in吗

本文小编为大家详细介绍“golang有in吗”，内容详细，步骤清晰，细节处理妥当，希望这篇“golang有in吗”文章能帮助大家解决疑惑，下面跟着小编的思路慢慢深入，一起来学习新知识吧。 golang没有in。golang中即没有提供类似Python操作符in，也没有像其他语言那样提供这样的标准库函数，如PHP中in_array。原因：1、in功能实现非常简单，没有必要；2、在不同场景下，我们还需要根据实际情况分析用哪种方式实现，而不是一种固定的方式。in 是一个很常用的功能，有些语言中可能也称为 contains，虽然不同语言的表示不同，但基本都是有的。不过可惜的是，Go 却没有，它即没有提供类似 Python 操作符 in，也没有像其他语言那样提供这样的标准库函数，如 PHP 中 in_array。Go 的哲学是追求少即是多。我想或许 Go 团队觉得这是一个实现起来不足为道的功能吧。为何说微不足道？如果要自己实现，又该如何做呢？我所想到的有三种实现方式，一是遍历，二是 sort 的二分查找，三是 map 的 key 索引。遍历遍历应该是我们最容易想到的最简单的实现方式。示例如下：


funcInIntSlice(haystack[]int,needleint)bool{
for_,e:=rangehaystack{
ife==needle{
returntrue
}
}

returnfalse
}

上面演示了如何在一个 []int 类型变量中查找指定 int 是否存在的例子，是不是非常简单，由此我们也可以感受到我为什么说它实现起来微不足道。这个例子有个缺陷，它只支持单一类型。如果要支持像解释语言一样的通用 in 功能，则需借助反射实现。代码如下：


funcIn(haystackinterface{},needleinterface{})(bool,error){
sVal:=reflect.ValueOf(haystack)
kind:=sVal.Kind()
ifkind==reflect.Slice||kind==reflect.Array{
fori:=0;i

为了更加通用，In 函数的输入参数 haystack 和 needle 都是 interface{} 类型。简单说说输入参数都是 interface{} 的好处吧，主要有两点，如下：其一，haystack 是 interface{} 类型，使 in 支持的类型不止于 slice，还包括 array。我们看到，函数内部通过反射对 haystack 进行了类型检查，支持 slice（切片）与 array（数组）。如果是其他类型则会提示错误，增加新的类型支持，如 map，其实也很简单。但不推荐这种方式，因为通过 _, ok := m[k] 的语法即可达到 in 的效果。其二，haystack 是 interface{}，则 []interface{} 也满足要求，并且 needle 是 interface{}。如此一来，我们就可以实现类似解释型语言一样的效果了。怎么理解？直接示例说明，如下：


gotin.In([]interface{}{1,"two",3},"two")

haystack 是 []interface{}{1, “two”, 3}，而且 needle 是 interface{}，此时的值是 “two”。如此看起来，是不是实现了解释型语言中，元素可以是任意类型，不必完全相同效果。如此一来，我们就可以肆意妄为的使用了。但有一点要说明，In 函数的实现中有这样一段代码：


ifsVal.Index(i).Interface()==needle{
...
}

Go 中并非任何类型都可以使用 == 比较的，如果元素中含有 slice 或 map，则可能会报错。二分查找以遍历确认元素是否存在有个缺点，那就是，如果数组或切片中包含了大量数据，比如 1000000 条数据，即一百万，最坏的情况是，我们要遍历 1000000 次才能确认，时间复杂度 On。有什么办法可以降低遍历次数？自然而然地想到的方法是二分查找，它的时间复杂度 log2(n) 。但这个算法有前提，需要依赖有序序列。于是，第一个要我们解决的问题是使序列有序，Go 的标准库已经提供了这个功能，在 sort 包下。示例代码如免费云主机域名下：


fmt.Println(sort.SortInts([]int{4,2,5,1,6}))

对于 []int，我们使用的函数是 SortInts，如果是其他类型切片，sort 也提供了相关的函数，比如 []string 可通过 SortStrings 排序。完成排序就可以进行二分查找，幸运的是，这个功能 Go 也提供了，[]int 类型对应函数是 SearchInts。简单介绍下这个函数，先看定义：


funcSearchInts(a[]int,xint)int

输入参数容易理解，从切片 a 中搜索 x。重点要说下返回值，这对于我们后面确认元素是否存在至关重要。返回值的含义，返回查找元素在切片中的位置，如果元素不存在，则返回，在保持切片有序情况下，插入该元素应该在什么位置。比如，序列如下：

假设，x 为 6，查找之后将发现它的位置在索引 2 处；x 如果是 7，发现不存在该元素，如果插入序列，将会放在 6 和 8 之间，索引位置是 3，因而返回值为 3。代码测试下：


fmt.Println(sort.SearchInts([]int{1,2,6,8,9,11},6))//2
fmt.Println(sort.SearchInts([]int{1,2,6,8,9,11},7))//3

如果判断元素是否在序列中，只要判断返回位置上的值是否和查找的值相同即可。但还有另外一种情况，如果插入元素位于序列最后，例如元素值为 12，插入位置即为序列的长度 6。如果直接查找 6 位置上的元素就可能发生越界的情况。那怎么办呢？其实判断返回是否小于切片长度即可，小于则说明元素不在切片序列中。完整的实现代码如下：


funcSortInIntSlice(haystack[]int,needleint)bool{
sort.Ints(haystack)

index:=sort.SearchInts(haystack,needle)
returnindex

但这还有个问题，对于无序的场景，如果每次查询都要经过一次排序并不划算。最好能实现一次排序，稍微修改下代码。


funcInIntSliceSortedFunc(haystack[]int)func(int)bool{
sort.Ints(haystack)

returnfunc(needleint)bool{
index:=sort.SearchInts(haystack,needle)
returnindex

上面的实现，我们通过调用 InIntSliceSortedFunc 对 haystack 切片排序，并返回一个可多次使用的函数。使用案例如下：


in:=gotin.InIntSliceSortedFunc(haystack)

fori:=0;i

二分查找的方式有什么不足呢？我想到的重要一点，要实现二分查找，元素必须是可排序的，如 int，string，float 类型。而对于结构体、切片、数组、映射等类型，使用起来就不是那么方便，当然，如果要用，也是可以的，不过需要我们进行一些适当扩展，按指定标准排序，比如结构的某个成员。到此，二分查找的 in 实现就介绍完毕了。map key本节介绍 map key 方式。它的算法复杂度是 O1，无论数据量多大，查询性能始终不变。它主要依赖的是 Go 中的 map 数据类型，通过 hash map 直接检查 key 是否存在，算法大家应该都比较熟悉，通过 key 可直接映射到索引位置。我们常会用到这个方法。


_,ok:=m[k]
ifok{
fmt.Println("Found")
}

那么它和 in 如何结合呢？一个案例就说明白了这个问题。假设，我们有一个 []int 类型变量，如下：


s:=[]int{1,2,3}

为了使用 map 的能力检查某个元素是否存在，可以将 s 转化 map[int]struct{}。


m:=map[interface{}]struct{}{
1:struct{}{},
2:struct{}{},
3:struct{}{},
4:struct{}{},
}

如果检查某个元素是否存在，只需要通过如下写法即可确定：


k:=4
if_,ok:=m[k];ok{
fmt.Printf("%disfoundn",k)
}

是不是非常简单？补充一点，关于这里为什么使用 struct{}，可以阅读我之前写的一篇关于 Go 中如何使用 set 的文章。按照这个思路，实现函数如下：


funcMapKeyInIntSlice(haystack[]int,needleint)bool{
set:=make(map[int]struct{})

for_,e:=rangehaystack{
set[e]=struct{}{}
}

_,ok:=set[needle]
returnok
}

实现起来不难，但和二分查找有着同样的问题，开始要做数据处理，将 slice 转化为 map。如果是每次数据相同，稍微修改下它的实现。


funcInIntSliceMapKeyFunc(haystack[]int)func(int)bool{
set:=make(map[int]struct{})

for_,e:=rangehaystack{
set[e]=struct{}{}
}

returnfunc(needleint)bool{
_,ok:=set[needle]
returnok
}
}

对于相同的数据，它会返回一个可多次使用的 in 函数，一个使用案例如下：


in:=gotin.InIntSliceMapKeyFunc(haystack)

fori:=0;i

对比前两种算法，这种方式的处理效率最高，非常适合于大数据的处理。接下来的性能测试，我们将会看到效果。性能介绍完所有方式，我们来实际对比下每种算法的性能。测试源码位于 gotin_test.go 文件中。基准测试主要是从数据量大小考察不同算法的性能，本文中选择了三个量级的测试样本数据，分别是 10、1000、1000000。为便于测试，首先定义了一个用于生成 haystack 和 needle 样本数据的函数。代码如下：


funcrandomHaystackAndNeedle(sizeint)([]int,int){
haystack:=make([]int,size)

fori:=0;i

输入参数是 size，通过 http://rand.Int() 随机生成切片大小为 size 的 haystack 和 1 个 needle。在基准测试用例中，引入这个随机函数生成数据即可。举个例子，如下：


funcBenchmarkIn_10(b*testing.B){
haystack,needle:=randomHaystackAndNeedle(10)

b.ResetTimer()
fori:=0;i

首先，通过 randomHaystackAndNeedle 随机生成了一个含有 10 个元素的切片。因为生成样本数据的时间不应该计入到基准测试中，我们使用 b.ResetTimer() 重置了时间。其次，压测函数是按照 Test+函数名+样本数据量规则编写，如案例中 BenchmarkIn_10，表示测试 In 函数，样本数据量为 10。如果我们要用 1000 数据量测试 InIntSlice，压测函数名为 BenchmarkInIntSlice_1000。测试开始吧！简单说下我的笔记本配置，Mac Pro 15 版，16G 内存，512 SSD，4 核 8 线程的 CPU。测试所有函数在数据量在 10 的情况下的表现。


$gotest-run=none-bench=10$-benchmem

匹配所有以 10 结尾的压测函数。测试结果：


goos:darwin
goarch:amd64
pkg:github.com/poloxue/gotin
BenchmarkIn_10-83000000501ns/op112B/op11allocs/op
BenchmarkInIntSlice_10-82000000007.47ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkInIntSliceSortedFunc_10-810000000022.3ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkSortInIntSlice_10-810000000162ns/op32B/op1allocs/op
BenchmarkInIntSliceMapKeyFunc_10-810000000017.7ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkMapKeyInIntSlice_10-83000000513ns/op163B/op1allocs/op
PASS
okgithub.com/poloxue/gotin13.162s

表现最好的并非 SortedFunc 和 MapKeyFunc，而是最简单的针对单类型的遍历查询，平均耗时 7.47ns/op，当然，另外两种方式表现也不错，分别是 22.3ns/op 和 17.7ns/op。表现最差的是 In、SortIn（每次重复排序）和 MapKeyIn（每次重复创建 map）两种方式，平均耗时分别为 501ns/op 和 513ns/op。测试所有函数在数据量在 1000 的情况下的表现。


$gotest-run=none-bench=1000$-benchmem

测试结果：


goos:darwin
goarch:amd64
pkg:github.com/poloxue/gotin
BenchmarkIn_1000-83000045074ns/op8032B/op1001allocs/op
BenchmarkInIntSlice_1000-85000000313ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkInIntSliceSortedFunc_1000-83000000044.0ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkSortInIntSlice_1000-82000065401ns/op32B/op1allocs/op
BenchmarkInIntSliceMapKeyFunc_1000-810000000017.6ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkMapKeyInIntSlice_1000-82000082761ns/op47798B/op65allocs/op
PASS
okgithub.com/poloxue/gotin11.312s

表现前三依然是 InIntSlice、InIntSliceSortedFunc 和 InIntSliceMapKeyFunc，但这次顺序发生了变化，MapKeyFunc 表现最好，17.6 ns/op，与数据量 10 的时候相比基本无变化。再次验证了前文的说法。同样的，数据量 1000000 的时候。


$gotest-run=none-bench=1000000$-benchmem

测试结果如下：


goos:darwin
goarch:amd64
pkg:github.com/poloxue/gotin
BenchmarkIn_1000000-83046099678ns/op8000098B/op1000001allocs/op
BenchmarkInIntSlice_1000000-83000424623ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkInIntSliceSortedFunc_1000000-82000000072.8ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkSortInIntSlice_1000000-810138873420ns/op32B/op1allocs/op
BenchmarkInIntSliceMapKeyFunc_1000000-810000000016.5ns/op0B/op0allocs/op
BenchmarkMapKeyInIntSlice_1000000-810156215889ns/op49824225B/op38313allocs/op
PASS
okgithub.com/poloxue/gotin15.178s

MapKeyFunc 依然表现最好，每次操作用时 17.2 ns，Sort 次之，而 InIntSlice 呈现线性增加的趋势。一般情况下，如果不是对性能要特殊要求，数据量特别大的场景，针对单类型的遍历已经有非常好的性能了。从测试结果可以看出，反射实现的通用 In 函数每次执行需要进行大量的内存分配，方便的同时，也是以牺牲性能为代价的。读到这里，这篇“golang有in吗”文章已经介绍完毕，想要掌握这篇文章的知识点还需要大家自己动手实践使用过才能领会，如果想了解更多相关内容的文章，欢迎关注百云主机行业资讯频道。

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