「对比Python学习Go」- 高级数据结构

本篇是「对比Python学习Go」 系列的第四篇,本篇文章我们来看下Go的高级数据结构。本系列的其他文章可到 「对比Python学习Go」- 开篇 查看。

Python数据结构底层完全依赖解释器的实现方式,没有特殊说明文中数据结构对应默认解释器CPython。

从数据结构上来讲,有「数组」和「链表」两种基本的数据结构,还有很多基于他们的高级数据结构如栈、队列、散列表等等。作为编程语言,Go和Python 是如何定义自己的数据结构的呢?根据数据结构的特性,我们大致可以将Go和Python的数据结构分如下几个类型:

  • 「类数组的结构」,具有数组的一些特性,但不完全是数组。
  • 「哈希类型」,即key-value类型或叫map类型。
  • 语言自己特有的一些高级结构。

下边我们来逐一介绍。

类数组结构

数组,它是一个线性表的结构。它有如下特性:

  • 使用一组连续的内存空间来存储数据。
  • 存储的数据具有相同类型

回顾了数组的特性,我们来看下Go和Python中有哪些类数组的数据结构。

Go

在Go语言中,有「数组」和「切片」两个类数组数据结构。

数组

Go的数组特性可总结如下:

  • 固定长度:这意味着数组不可增长、不可缩减。想要扩展数组,只能创建新数组,将原数组的元素复制到新数组。
  • 内存连续:意味着可以通过下标的方式(arr[index])索引数组中的元素。
  • 固定类型:固定类型意味着限制了每个数组元素可以存放什么样的数据,以及每个元素可以存放多少字节的数据。

数组的初始化和操作如下:


package main

import "fmt"

func main() {
    // 类型 [n]T是一个有 n个类型为 T的值的数组
    // 先声明,后赋值
    var a [2]string
    a[0] = "Hello"
    a[1] = "World"

    // 声明时,直接赋值
    b := [5]int{10,20,30,40,50}

    // 可直接通过下标来访问数组
    fmt.Println(a)
    fmt.Println(a[0], a[1])
    fmt.Println(b)
    fmt.Println(b[1], b[2])

    // 通过len()函数可获取数组长度
    fmt.Println(len(a))
    fmt.Println(len(b))

    // 数组元素赋值
    b[1] = 25
    fmt.Println(b)
    fmt.Println(b[1])

}

除了普通数组之外,还有多维数组,即数组的数组。

// 声明一个二维整型数组,两个维度分别存储 4 个元素和 2 个元素
var arr [4][2]int
arr[0] = [2]int{10, 11}
arr[0][1] = 15

// 声明时,直接赋值
arr1 := [4][2]int{{10, 11}, {20, 21}, {30, 31}, {40, 41}}

// 声明时,使用下标赋值
arr2 := [4][2]int{1: {20, 21}, 3: {40, 41}}
arr3 := [4][2]int{1: {0: 20}, 3: {1: 41}}

// 使用数组类初始化数组
var arr4 [2]int = arr1[1]
// 使用数组元素来赋值普通元素
var value int = arr1[1][0]

// 使用索引获取数组值
fmt.Println(arr)
fmt.Println(arr1)
fmt.Println(arr1[0][1])
fmt.Println(arr2)
fmt.Println(arr3)
fmt.Println(arr4)
fmt.Println(value)

// [[10 15] [0 0] [0 0] [0 0]]
// [10 15]
// [[10 11] [20 21] [30 31] [40 41]]
// 11
// [[0 0] [20 21] [0 0] [40 41]]
// [[0 0] [20 0] [0 0] [0 41]]
// [20 21]
// 20

数组中未被初始化的元素,会自动初始化为各类型对应的「零值」。

切片

Go的数组长度是固定的,内存空间中存储了数据值,当存储的量特别大的时候,使用起来极不方便。在Go语言中,除了数组还定义了一个类数组结构,叫做「切片(slice)」。

切片是数组段的描述符。它由一个指向底层数组的指针,数组段长度及其容量(段的最大长度)组成。切片更像是数组的引用类型,而数组则是值类型。其结构如下:

slice

在Go的编程中,由于数组的各种局限性,对数据集合类型的操作处理时,切片是首选的数据结构。切片的底层数据存储还是数组,所以数组的一些特性切片也有。

// 切片使用make(slice, len, cap) 声明, cap可省略,省略时,等于len
sli := make([]int, 2, 3)
fmt.Println(sli)  // 未赋值时,各元素为对应的零值
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli, len(sli), cap(sli))

// 声明时,初始化
nums := []int{10, 20, 30, 40}
fmt.Println(nums)
fmt.Printf("%p %v %v \n", nums, len(nums), cap(nums))

// nil 切片,指针为空,长度和容量为0
var nums1 []int
fmt.Println(nums1)

// 空切片,指针为指向一个空数组,长度和容量为0
var nums2 = make([]int, 0)
nums3 := []int{}
fmt.Println(nums2)
fmt.Println(nums3)

nums[0] = 12
fmt.Println(nums)

// 从切片创建切片
fmt.Println(nums)
fmt.Println(nums[1:2]) // 长度为2-1 =1,容量1
fmt.Println(nums[1:2:4]) // 长度为2-1=1,容量为4-1=3
//slice[i:]  // 从 i 切到最尾部
//slice[:j]  // 从最开头切到 j(不包含 j)
//slice[:]   // 从头切到尾,等价于复制整个 slice

// 切片的追加, 使用内建函数 append(src, item) 返回 新的切片
nums = append(nums, 10) // 添加一个
nums = append(nums, 10, 20) // 同时添加多个
newNums := append(nums, nums1...)  // 合并两个切片
fmt.Println(newNums)
fmt.Println(nums)

// 切片的复制, 使用内建函数 copy(dst, src) 返回复制的元素个数
// 赋值时,接收的切片容量需要大于原切片,否则复制失败,且不会报错
copyNums := make([]int, 5)
count := copy(copyNums, nums)
fmt.Println(count)
fmt.Println(copyNums)
fmt.Println(nums)

上面说到,Go的切片归根接地是一个数据段的描述符。底层是引用的数组结构,当多个切片同时引用一个数组时,使用下标来修改切片,则会相互的影响,使用时,一定要注意。

// 数组共享的切片
sli := make([]int, 3)  // 定义一个长度,大小都为3的切片
sli1 := sli[:2]  // 由切片再创建切片,sli 和sli1 底层引用同一个数组
// slice: 0xc0000160c0 ,len: 3 ,cap: 3
fmt.Printf("slice: %p ,len: %v ,cap: %v \n", sli, len(sli), cap(sli))
// slice1: 0xc0000160c0 ,len: 2 ,cap: 3
fmt.Printf("slice1: %p ,len: %v ,cap: %v \n", sli1, len(sli1), cap(sli1))


sli[0] = 10
fmt.Println(sli)   // [10 0 0]
fmt.Println(sli1)  // [10 0]

切片的容量,可在使用中动态增长。切片的动态增长是通过内置函数 append() 来实现的,它会自动的处理好切片扩缩容的所有细节。扩容长度通常是原来切片容量的一倍,当容量大于1024时,增长变为原来容量的1/4倍。

// 切片扩容
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli, len(sli), cap(sli)) // 0xc0000160c0 3 3
sli = append(sli, 1)
sli = append(sli, 2)
fmt.Println(sli)  // [10 0 0 1 2]
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli, len(sli), cap(sli)) // 0xc00001a0c0 5 6

上边代码中sli长度为3,容量为3。append 元素之后,因为容量已经被占满,所以自动扩容了一倍的容量,经过两次append之后,长度变为5,容量为6。除了长度和容量外,大家可能发现了,数组地址变了,这说明append函数在扩容的时候,会创建一个新的底层数组,而并非在原数组上进行直接追加扩容。

append 函数扩容创建新数组,这时候再通过下标来修改数据或继续执行append是不会覆盖原底层数组的,因为已经不是一个数组了。这个特点经常被用在从一个切片创建另一个切片时,防止切片赋值相互影响。

sli := make([]int, 3)  // 定义一个长度,大小都为3的切片
fmt.Println(sli)  // [0 0 0]
sli1 := sli[:3:3]  // sli1 长度3-0=3,容量为3-0=3 
fmt.Println(sli1)  // [0 0 0]
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli, len(sli), cap(sli))  // 0xc0000160c0 3 3 
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli1, len(sli1), cap(sli1))  // 0xc0000160c0 3 3 
sli1 = append(sli1, 2)  // 容量已满,新创建底层数组
fmt.Printf("%p %v %v \n", sli1, len(sli1), cap(sli1))  // 0xc00001a0c0 4 6 

Python

Python 中的类数组数据结构,为列表(List)和元组(tuple)。

List

列表,与数组相比,更为高级,列表的底层结构如下:

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD  
    PyObject **ob_item;
    Py_ssize_t allocated;
} PyListObject;

抛去公共的头部变量PyObject_VAR_HEAD,列表由一个指针数组ob_item,和一个容量allocated组成。结构如下:

list

列表中,并未存储实际的数值,而是存储了数值的引用地址,引用地址可以指向任意类型的数据,也就可以理解为什么列表中可以有任意类型的元素了。另一个,列表中引用地址的大小相同,保存在一个连续的存储空间,也就有了数组的一些特性,可以通过下标快速定位。

根据列表底层结构和 Python 官方文档 How are lists implemented in CPython? 总结List有如下特性:

  • 列表元素可以使用下标索引取值,各元素是有位置顺序的,底层为连续的存储空间。
  • 列表中存储的是数据的内存地址,并非真实数据。所以从上层结构看,list列表可以存储任意类型,即列表元素中的内存地址可以是指向任意类型的。
  • 可以任意添加新元素,要能不断地添加新元素,其使用了「动态扩充」的策略。扩容策略的增长倍数大致是这样的:0, 4, 8, 16, 24, 32, 40, 52, 64, 76…,参考源码 listobject.c

列表的初始化及操作如下:

# 列表的初始化
l1 = []  # 推荐,更快速
l2 = list()
l3 = [1,2,3,4]

# 列表相加
print(l1+l2)
print(l1*2)  # 可使用*来复制列表

l3 += l1
print(l3)

# 列表取值
print(l1[2])
print(l3[1:2])  # 从下标1到下标2
print(l3[1:])  # 到结尾
print(l3[:2])  # 从0开始

# 列表的长度
print(len(l1))

# 删除索引为3的元素
del l1[3] 

Python 的列表作为内建的高级数据结构,实现了一系列的操作功能函数。

dir(list)
['__add__', '__class__', '__contains__', '__delattr__', '__delitem__', '__dir__', '__doc__',
 '__eq__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__', '__getitem__', '__gt__', '__hash__',
 '__iadd__', '__imul__', '__init__', '__init_subclass__', '__iter__', '__le__', '__len__',
 '__lt__', '__mul__', '__ne__', '__new__', '__reduce__', '__reduce_ex__', '__repr__', '__reversed__',
 '__rmul__', '__setattr__', '__setitem__', '__sizeof__', '__str__', '__subclasshook__',
 'append', 'clear', 'copy', 'count', 'extend', 'index', 'insert', 'pop', 'remove', 'reverse', 'sort']

l1 = [1, 2, 3, 4, 5]
l2 = [6, 7, 8, 9, 10]

# 列表追加
l3 = l1.append(6)

# 列表合并
l4 = l1.extend(l2)

# 列表元素的索引
print(l1.index(2))  # 2在l1列表中的索引

# 插入列表元素
print(l1)  # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10]
l1.insert(2, 12)  # 在索引为2的位置插入值12,原值及后边的值后移。
print(l1)  # [1, 2, 12, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9, 10]

# 弹出列表指定索引的元素
num = l1.pop()  # 默认为最大索引
print(num)  # 10
print(l1)  # [1, 2, 12, 3, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9]
num = l1.pop(3)  # 弹出索引为3的元素,后边的元素前移
print(l1)  # [1, 2, 12, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9]

# 删除指定值的元素
print(l1)  # [1, 2, 12, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9]
l1.remove(2)  # 删除值为2的元素, 后边的元素前移
print(l1)  # [1, 12, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9]

# 清空列表
print(l1)  # [1, 12, 4, 5, 6, 6, 7, 8, 9]
l1.clear()  # 清空列表l1
print(l1)  # []

# 列表排序
print(l2)  # [6, 7, 8, 9, 10]
l2.sort()
print(l2)  # [6, 7, 8, 9, 10]
l2.reverse()
print(l2)  # [6, 7, 8, 9, 10]

除了列表自带的一些操作,还适用一些内建的函数。

# sorted 排序函数
print(l2)
l21 = sorted(l2, key=lambda x: x, reverse=False)
print(l21)

元组

Python 中除了列表,还有元组比较像数组。元组和列表相似,只是不能增加、删除、修改。底层结构如下:

typedef struct {
    PyObject_VAR_HEAD
    PyObject *ob_item[1];
} PyTupleObject;

除了头字段,只有一个指针数组。没有想列表一样的容量字段allocated,这正映了元组的不可变特性。除了元素的不可变特性外,其他和列表一样,是列表类型的一个子集。

你可能会有这样的疑问,都有列表了,元组存在的意义在哪里?元组相比于列表,有以下几点优势:

    1. 因为元素不可变性,它可以作为哈希类型的key值。这样使的key的描述意义更丰富,更易理解。
    1. 对于元组,解释器会缓存一些小的静态变量使用的内存,这样在初始化时,就比列表快。

元组的初始化及常用操作:


# 元组的初始化
a = (1, 2, 3)
b = ('1', [2, 3])
c = ('1', '2', (3, 4))
d = ()
e = (1,)  # 元组中只有一个元素时,需要使用逗号结尾

print(a, b, c, d, e)
# (1, 2, 3) ('1', [2, 3]) ('1', '2', (3, 4)) () (1,)

# 下标获取值
print(a[1])  # 2

# 元组合并
print(a+b)  # (1, 2, 3, '1', [2, 3])

# 内建函数使用
# 元组长度
print(len(a))  # 3

# 使用 * 是复制指针
f = a*2
print(f)  # (1, 2, 3, 1, 2, 3)
print(id(f[0]))  # 4376435920
print(id(a[0]))  # 4376435920
print(id(f[3]))  # 4376435920


# 无法更新编辑
# a[0] = 1
# Traceback (most recent call last):
#   File "/Users/deanwu/projects/01_LearnDocs/learn_codes/python/python_list.py", line 15, in <module>
#     a[0] = 1
# TypeError: 'tuple' object does not support item assignment

# 无法删除
# del a[0]
# Traceback (most recent call last):
#   File "/Users/deanwu/projects/01_LearnDocs/learn_codes/python/python_list.py", line 21, in <module>
#     del a[0]
# TypeError: 'tuple' object doesn't support item deletion

哈希结构

哈希结构又叫做散列表(hash table),它是数组的一种扩展。它通过散列函数把元素的键值映射为数组的下标,然后将数据存储在数组中对应下标的位置。当我们按照键值查询元素时,我们用同样的散列函数,将键值转化数组下标,从对应的数组下标的位置取数据。通过散列函数,我们可以类似数组下标一样直接定位数据,时间复杂度可以到O(1)。

哈希结构中,最重要的两个知识点是「哈希函数的构建」和「散列冲突的解决」。

哈希函数构建的好坏直接影响到数据结构的性能,哈希的key 分布均匀的话,会减少散列冲突的发生。 散列冲突是哈希结构不可避免的,解决散列冲突的方法主要有两种,是「开放寻址法(open addressing)」和「列表法(chaining)」。

开发寻址法,即利用一些算法查找下一个为空的数组位置。列表法,是在当前key的数组位置,以链表的形式,增加额外空间。

更多哈希知识,可参考我整理的有关散列表的笔记 数据结构与算法 - 散列表

了解了上边列出的哈希结构的基本知识后,我们来看看Go和Python的哈希结构是如何的。

Go

Go语言的中的哈希结构为 map 结构,根据map的源码分析,map的底层结构大致如下:

最外层为一个hmap的结构体,使用一个[]bmap数组存放了bmap的地址,bmap用来存储数据,每个bmap最多可存储8个kv对,另外还有一个overflow,存储后一个bmap的地址。 oldbuckets 用来存放老的buckets数组地址,在扩容的时候会使用来暂存还没有移到新buckets数组的bmap地址。mapextra 用来存放非指针数据,用于优化存储和访问。

关于map内存的增长扩容,则主要是[]bmap数组的扩容。当数据越来越多时,[]bmap数组后边挂的bmap也会越来越多,bmap的数量越多,在查找时,则大部分时间会花费在链表的查找上。这里有个标准,通常是在装填因子(填入表中的元素个数/散列表的长度)大于6.5时,会触发[]bmap数组的扩容,通常是源数组的两倍。扩容后,并不会立即迁移数据,而是先将老的[]bmap数组挂在olebuckets上,待有新的更新或插入操作时,才进行bmap的迁移。

根据我们对Go map内存结构的分析,结合散列表的知识,我们可以知道,Go使用了「链表法」来解决散列冲突。只不过,链表中的节点并非是值,而是一个bmap结构的存储块,这样可以减少单个链上的对象块,方便内存管理,利于GC操作。

在哈希函数方面,采用哈希低位确定bmap,高位对比确定是否有存储的key,提高了哈希比对搜索的效率。

另一个在bmap中,并没有key-value结对存储,而是将相对占用空间小的key放一块,value按相同的顺序放一块。这样利用内存对齐,节省空间。

Go map的设计处处透露着对性能的极致追求,强烈建议好好研究一番。

下面我们来看看Go map的一些常用操作:


// 初始化
// 使用make函数
myMap := make(map[string]int)
fmt.Println(myMap) // map[]

// 使用字面量
myResume := map[string]string{"name": "DeanWu", "job": "SRE"}
fmt.Println(myResume)  // map[job:SRE name:DeanWu]

// 声明一个空map
//var myResume1 map[string]string
//myResume1["name"] = "DeanWu"  //panic: assignment to entry in nil map
// 空的map,系统并没有分配内存,并能赋值。

// 键值的类型可以是内置的类型,也可以是结构类型,只要这个值可以使用 == 运算符做比较
// 切片、函数以及包含切片的结构类型,这些类型由于具有引用语义,可被其他引用改变原值,不能作为映射的键。
//myMap1 := map[[]string]int{}
//fmt.Println(myMap1)  // invalid map key type []string

// 更新、赋值key
myResume["job"] = "web deployment"
fmt.Println(myResume)  // map[job:web deployment name:DeanWu]

// 获取某个key的值
value, exists := myResume["name"]
if exists {
  fmt.Println(value) // DeanWu
}
value1 := myResume["name"]
if value1 != ""{
  fmt.Println(value1) // DeanWu
  // 推荐上边的写法,因为即使map无此key也会返回对应的零值。需要根据数据类型,做相应的判断,不如上边的统一,方便。
}

// 删除键值对
delete(myResume, "job")
delete(myResume, "year")  // 当map中没有这个key时,什么都不执行。
fmt.Println(myResume)  // map[name:DeanWu]


map 也可以嵌套。

// map嵌套
myNewResume := map[string]map[string]string{
  "name": {
    "first": "Dean",
    "last":"Wu",
  },
}
fmt.Println(myNewResume) // map[name:map[first:Dean last:Wu]]

Python

Python 中的哈希结构,有字典和集合两种。

字典

字典根据Python3的源码,底层结构大致如下:

其中最外层是PyDictObject,其中定义了一些字典的全局控制字段。其中有个PyDictKeysObject定义了字典哈希表的一些字段。其中有两个数组 dk_indices[]dk_entries[],这两个便是真正的存储数据的数组。kv数据保存在dk_entries[]数组中,dk_indices[]来存储kv数据在dk_enties数组中保存的索引。其中每个kv数据以entry的数据结构来存储,如下:

typedef struct {
    /* Cached hash code of me_key. */
    Py_hash_t me_hash;
    PyObject *me_key;
    PyObject *me_value; /* This field is only meaningful for combined tables */
} PyDictKeyEntry;

me_hash缓存存key的哈希值,防止哈希值的重复计算。me_keyme_value便是key和value的真正数据了。

哈希表的扩容,从源码中可以看出,一个字典的最小容量为8,Python 采用了"翻倍扩容"的策略。根据经验值得出,哈希表数组中,装填因子为2/3时,是一个哈希冲突的临界值。所以,当哈希数组dk_entries装填因子到2/3时,便会扩容。

这里Python为了节省内存,将索引和哈希表数组分开,分为dk_indicesdk_entries。前者保存的是数据的索引,占空间小,可申请所有元素个数的空间。后者可以只申请原大小的2/3空间。因为到2/3之后,便会扩容,这个2/3可以根据dk_indices获得。

分析了Python 字典的底层结构,根据哈希表的知识,我们可以知道Python 是用「开放寻址法」来解决哈希冲突的。

Python 字典的常用操作:

# 初始化
myDict1 = dict()
myDict2 = {}   # 推荐使用
print(myDict1, myDict2)  # {} {}

# 赋值
myDict3 = {'name': 'Tim', 'age': 18}
myDict3['job'] = 'student'
print(myDict3)  # {'name': 'Tim', 'age': 18, 'job': 'student'}

# 取值
print(myDict3['name'])  # Tim
# print(myDict3['phone'])  # KeyError: 'phone'
print(myDict3.get('phone'))  # None 若没有key,使用get 方法不会抛出错误
print(myDict3.get('phone', '136xxxxxxx'))  # 136xxxxxxx  给没有key的,附默认值

# 删除
del[myDict3['job']]
print(myDict3)  # {'name': 'Tim', 'age': 18}

# 字典提供丰富的内建方法
# radiansdict.clear() 删除字典内所有元素
# radiansdict.copy() 返回一个字典的浅复制,返回原字典的引用
# radiansdict.fromkeys() 创建一个新字典,以序列seq中元素做字典的键,val为字典所有键对应的初始值
# radiansdict.get(key, default=None) 返回指定键的值,如果值不在字典中返回default值
# key in dict 如果键在字典dict里返回true,否则返回false
# radiansdict.items() 以列表返回可遍历的(键, 值) 元组数组
# radiansdict.keys() 以列表返回一个字典所有的键
# radiansdict.setdefault(key, default=None) 和get()类似, 但如果键不存在于字典中,将会添加键并将值设为default
# radiansdict.update(dict2) 把字典dict2的键/值对更新到dict里
# radiansdict.values() 以列表返回字典中的所有值
# pop(key[,default]) 删除字典给定键 key 所对应的值,返回值为被删除的值。key值必须给出。 否则,返回default值。
# popitem() 随机返回并删除字典中的一对键和值(一般删除末尾对)。

集合

集合和字典一样,底层也是哈希结构,和字典相比,可理解为只有key,没有values。根据Python3源码,大致结构如下:

image

相比字典,集合简单了不少。在PySetObject中直接保存了存储数据的数组。

根据集合的底层数据结构分析,它解决哈希冲突也是使用的「开发寻址法」。

集合的一些常用操作:

# 初始化
s1 = {'1', '2', '3'}  # 不推荐,当元素中有字典时,会报错
s2 = set(['1', '4', '5'])
print(s1)  # {'3', '1', '2'}
print(s2)  # {'3', '1', '2'}

# 交集
print(s1&s2)  # {'1'}
# 并集
print(s1|s2)  # {'3', '5', '4', '2', '1'}
# 差集
print(s1 - s2)  # {'3', '2'}
# 判断子集和超集
s2.issubset(s1)   # s2 是否为s1 的子集
s1.issuperset(s2)  # s1 是否为 s2 的超集

# 集合的一些内建方法
# set.add(obj) 添加集合元素
# set.remove(obj) 删除集合元素
# set.update(set) 合并集合
# set.pop() 随机删除一个元素,并返回该元素

独有数据结构

除了类数组和哈希结构外,Go还有自己独有的一些结构。

Go - 指针

Go 语言具有指针。 指针保存了变量的内存地址。类型 *T是指向类型 T的值的指针。其零值是 nil。

  • &符号会生成一个指向其作用对象的指针。
  • *符号表示指针指向的底层的值。

与 C 不同,Go 没有指针运算。

i, j := 42, 2701

p := &i         // point to i
fmt.Println(*p) // read i through the pointer
*p = 21         // set i through the pointer
fmt.Println(i)  // see the new value of i

p = &j         // point to j
*p = *p / 37   // divide j through the pointer
fmt.Println(j) // see the new value of j

Python 中并没有指针的概念,内存的地址被叫做“引用”。和这里的指针有异曲同工之妙,但仅仅是体现在逻辑分析上,并没有语法支持。

Go - 结构体

Go语言中,结构体(struct)就是一个字段的集合,结构体字段可以通过结构体指针来访问。

// 定义结构体,自动名必须大写开头,作为公共变量
type Vertex struct {
  X int
  Y int
}
// 初始化
var ver Vertex
ver.X = 4  // 可使用. 来赋值和访问结构体
fmt.Println(ver.X)  // 4

// 可使用指针来访问
v := Vertex{1, 2}
p := &v
p.X = 1e9
fmt.Println(v)  // {1000000000 2}

结构体可以实现嵌套,当嵌套时,会继承嵌套结构体的所有字段。

type NewVertex struct {
  Vertex
  Z int
}
var v1 NewVertex
v1.X = 12
v1.Z = 13
fmt.Println(v1.X) // 12
fmt.Println(v1)  // {{12 0} 13}

正因为结构体的上边的这些特性,加之Go语言中并没有类的概念,结构体在很多Web框架中,被当做“类”来使用。

总结

本篇我们我学习了Go和Python的高级数据结构,他们底层都遵循了一定的数据结构,但又都有自己的特色。集合自己语言的特性,设计巧妙。总之,不管何种语言,我们在使用时,既要了解结构的基本用法,还要了解其底层的逻辑结构,才能避免在使用时的一些莫名的坑。

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