# FileInputStream 和 FileOutputStream ![](https://img2023.cnblogs.com/blog/3008601/202306/3008601-20230604102221520-1382311786.png) - InputStream：位元組輸入流 ...

1. 引言

在 Go 語言中，map是一種內置的數據類型，它提供了一種高效的方式來存儲和檢索數據。map是一種無序的鍵值對集合，其中每個鍵與一個值相關聯。使用 map 數據結構可以快速地根據鍵找到對應的值，而無需遍歷整個集合。

在 Go 語言中，map 是一種內置的數據類型，可以通過以下方式聲明和初始化：

m := make(map[keyType]valueType)

在使用map時，我們通常會使用基本數據類型作為鍵。然而，當我們需要將自定義的結構體作為鍵時，就需要考慮結構體中是否包含引用類型的欄位。引用類型是指存儲了數據的地址的類型，如指針、切片、字典和通道等。在Go中，引用類型具有動態的特性，可能會被修改或指向新的數據。這就引發了一個問題：能否將包含引用類型的自定義結構體作為map的鍵呢？

2. map的基本模型

瞭解能否將包含引用類型的自定義結構體作為map的鍵這個問題，我們需要先瞭解下map的基本模型。在Go語言中，map是使用哈希表、實現的。哈希表是一種以鍵-值對形式存儲數據的數據結構，它通過使用哈希函數將鍵映射到哈希值。

哈希函數是用於將鍵映射到哈希值的演算法。它接受鍵作為輸入並生成一個固定長度的哈希值。Go語言的 map 使用了內部的哈希函數來計算鍵的哈希值。

而不同的key通過哈希函數生成的哈希值可能是相同的，此時便發生了哈希衝突。哈希衝突指的是不同的鍵經過哈希函數計算後得到相同的哈希值。由於哈希函數的輸出空間遠遠小於鍵的輸入空間，哈希衝突是不可避免的。此時無法判斷該key是當前哈希表中原本便已經存在的元素還是由於哈希衝突導致不同的鍵映射到同一個bucket。此時便需要判斷這兩個key是否相等。

因此，在map中，作為map中的key，需要保證其支持對比操作的，能夠比較兩個key是否相等。

3. map 鍵的要求

從上面map基本的模型介紹中，我們瞭解到，map中的Key需要支持哈希函數的計算，同時鍵的類型必須支持對比操作。

在map中，計算key的哈希值，是由預設哈希函數實現的，對於map中的key並沒有額外的要求。

在map中，判斷兩個鍵是否相等是通過調用鍵類型的相等運算符（==或!=）來完成的，因此key必須確保該類型支持 == 操作。這個要求是由 map 的實現機制決定的。map 內部使用鍵的相等性來確定鍵的存儲位置和檢索值。如果鍵的類型不可比較，就無法進行相等性比較，從而導致無法準確地定位鍵和檢索值。

在 Go 中，基本數據類型（如整數、浮點數、字元串）和一些內置類型都是可比較的，因此它們可以直接用作 map 的鍵。然而，自定義的結構體作為鍵時，需要確保結構體的所有欄位都是可比較的類型。如果結構體包含引用類型的欄位，那麼該結構體就不能直接用作 map 的鍵，因為引用類型不具備簡單的相等性比較。

因此，假如map中的鍵為自定義類型，同時包含引用欄位，此時將無法作為map的鍵，會直接編譯失敗，代碼示例如下:

type Person struct {
   Name    string
   Age     int
   address []Address
}
func main() {
    // 這裡會直接編譯不通過
    m := make(map[Person]int)
}

其次還有一個例外，那便是自定義結構體中包含指針類型的欄位，此時其是支持==操作的，但是其是使用指針地址來進行hash計算以及相等性比較的，有可能我們理解是同一個key,事實上從map來看並不是，此時非常容易導致錯誤，示例如下:

type Person struct {
   Name    string
   Age     int
   address *Address
}
func main(){
    m := make(map[Person]int)
    p1 := Person{Name: "Alice", Age: 30, address: &Address{city: "beijing"}}
    p2 := Person{Name: "Alice", Age: 30, address: &Address{city: "beijing"}}
    m[p1] = 1
    m[p2] = 2
    // 輸出1
    fmt.Println(m[p1])
    // 輸出2
    fmt.Println(m[p2])
}

這裡我們定義了一個Person結構體，包含一個指針類型的欄位address。創建了兩個對象p1和p2,在我們的理解中，其是同一個對象，事實上在map中為兩個兩個互不相關的對象，主要原因都是使用地址來進行hash計算以及相等性比較的。

綜上所述，如果自定義結構體中包含引用類型的欄位(指針為特殊的引用類型)，此時將不能作為map類型的key。

4. 為什麼不抽取hashCode和equals方法介面，由用戶自行實現呢？

當前go中map中哈希值的計算，其提供了預設的哈希函數，不需要由用戶去實現；其次key的相等性比較，是通過== 操作符來實現的，也不由用戶自定義比較函數。那我們就有一個疑問了，為什麼不抽取hashCode和equals方法介面，由用戶來實現呢?

4.1 簡單性和性能角度

相等性比較在 Go 語言中使用 == 操作符來實現，而哈希函數是由運行時庫提供的預設實現。這種設計選擇我理解可能基於以下幾個原因:

簡單性：對於預設哈希函數函數來說，其內置在語言中的，無需用戶額外的實現和配置。這簡化了 map 的使用。對於相等性比較操作，== 操作符進行比較是一種直觀且簡單的方式。在語法上，== 操作符用於比較兩個值是否相等，這種語法的簡潔性使得代碼更易讀和理解。
性能：預設的哈希函數是經過優化和測試的，能夠在大多數情況下提供良好的性能。其次使用==來實現相等性比較，由於 == 操作符是語言層面的原生操作，編譯器可以對其進行優化，從而提高代碼的執行效率。

4.2 key不可變的限制

map鍵的不可變性也是一個考慮因素。基於==來判斷對象是否相等，間接保證了鍵的不可變性。目前，==已經支持了大部分類型的比較，只有自定義結構體中的引用類型欄位無法直接使用==進行比較。如果鍵中不存在引用類型欄位，這意味著放入Map鍵的值在運行時不能發生變化，從而保證了鍵在運行時的不可變性。

如果key沒有不可變的限制，那麼之前存儲在 map 中的鍵值對可能會出現問題。因為在放置元素時，map 會根據鍵的當前值計算哈希值，並使用哈希值來查找對應的存儲位置。如果放在map中的鍵的值發生了變化，此時計算出來的hash值可能也發生變化，這意味數據放在了錯誤的位置。後續即使使用跟map中的鍵的同一個值去查找數據，也可能查找不到數據。

下麵展示一個簡單的代碼，來說明可變類型作為key會導致的問題:

type Person struct {
    Name       string
    Age        int
    SliceField []string
}

func main() {
    person := Person{Name: "Alice", Age: 25, SliceField: []string{"A", "B"}}
    // 假設Person可以作為鍵，事實上是不支持的
    personMap := make(map[Person]string)
    personMap[person] = "Value 1"

    // 修改person中SliceField的值
    person.SliceField[0] = "X"

    // 嘗試通過相同的person查找值
    fmt.Println(personMap[person]) // 輸出空字元串，找不到對應的值
}

如果抽取equals方法介面，由用戶自行實現，此時key的不可變性就需要用戶實現，其次go語言也需要增加一些檢測機制，這首先增加了用戶使用的負擔，這並不符合go語言設計的哲學。

4.3 總結

綜上所述，基於簡單性、性能和語義一致性的考慮以及鍵的不可變性，Go語言選擇使用==操作符進行鍵的比較，而將哈希函數作為運行時庫的預設實現，更加符合go語言設計的哲學。

5. 總結

在 Go 語言中，map 是一種無序的鍵值對集合，它提供了高效的數據存儲和檢索機制。在使用 map 時，通常使用基本數據類型作為鍵。然而，當我們想要使用自定義結構體作為鍵時，需要考慮結構體中是否包含引用類型的欄位。

自定義結構體作為map的鍵需要滿足一些要求。首先，鍵的類型必須是可比較的，也就是支持通過== 運算符進行相等性比較。在Go中，基本數據類型和一些內置類型都滿足這個要求。但是，如果結構體中包含引用類型的欄位，那麼該結構體就不能直接作為map的鍵，因為引用類型不具備簡單的相等性比較。

因此總的來說，包含引用類型欄位的自定義結構體，是不能作為map的key的。

包含引用類型欄位的自定義結構體，能作為map的key嗎