go语言中数据接口set集合的实现

news2024/11/15 23:04:45

概述

set 是一种常用的数据结构，它表示一组唯一元素的集合。在不同的编程语言和库中，set 可能有不同的实现方式和特性。

set 集合数据结构具有以下特性：

唯一性：set 中的元素是唯一的，不允许重复。这意味着在 set 中添加重复的元素不会产生任何变化。
无序性：set 中的元素没有顺序。不能通过索引访问 set 中的元素，也不能对 set 中的元素进行排序。
可变性：set 通常是可变的，这意味着你可以添加或删除元素。
集合运算：set 支持多种集合运算，如并集、交集和差集。

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(图片来源于网络，如有侵权请联系删除)

Go语言中最常用的两种数据结构分别是 slice 和 map。除了 Go 内置的数据结构，还有一些数据结构是由 Go 的官方 container 包提供，如 heap 堆、list 双向链表和ring 回环链表。但Go语言中并没有内置set这种数据结构。本文聊聊go语言中set的实现方式。

我们知道 map 的键是具有唯一性，所以可以用 map 来实现数据结构 set。

set的实现

使用map使用一个set集合，意味着我们只关心 key 的存在，其 value 值并不重要，直接将vlaue设置为空接口。

package main

import (
	"errors"
	"fmt"
	"sync"
)

/*
用map实现一个线程安全的set
*/

type void struct{}

var member void

type IData interface{}

type Set struct {
	mapset map[IData]struct{}
	mutex  sync.Mutex
}

func NewSet() *Set {
	return &Set{
		mapset: make(map[IData]struct{}),
		mutex:  sync.Mutex{},
	}
}

func (s *Set) Add(data IData) bool {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()
	s.mapset[data] = member
	return true
}

func (s *Set) Remove(data IData) error {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()
	for k, _ := range s.mapset {
		if k == data {
			delete(s.mapset, k)
			return nil
		}
	}
	return errors.New("not found")
}

func (s *Set) Pop() IData {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()
	if len(s.mapset) <= 0 {
		return nil
	}
	for k, _ := range s.mapset {
		return s.mapset[k]
	}
	return nil
}

func (s *Set) Size() int {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()
	return len(s.mapset)

}

func (s *Set) All() []IData {
	s.mutex.Lock()
	defer s.mutex.Unlock()
	datas := make([]IData, 0)
	for k, _ := range s.mapset {
		datas = append(datas, k)
	}
	return datas
}

func main() {
	// test
	myset := NewSet()
	myset.Add(1)
	myset.Add(2)
	myset.Add(1)
	fmt.Println(myset.All()) // [1 2]

	myset.Add(3)
	fmt.Println(myset.Size()) //3
	fmt.Println(myset.All())  // [1 2 3]

	myset.Remove(2)
	fmt.Println(myset.All()) // [1 2 3]

}

set的三方库

在kubernetes中也实现了stirng,int32,int43,byte等几种基本类型为值的set集合。接下来我们分析下源码实现。找到源码为位置k8s.io/apimachinery/pkg/util/sets

// sets.String is a set of strings, implemented via map[string]struct{} for minimal memory consumption.
// String类型定义，使用map来实现set集合，集合的元素是string
type String map[string]Empty

// NewString creates a String from a list of values.
// 构造一个set，set集合存放的值是string类型
func NewString(items ...string) String {
	ss := String{}
	ss.Insert(items...)
	return ss
}


// Insert adds items to the set.
// 插入元素到集合
func (s String) Insert(items ...string) String {
	for _, item := range items {
		s[item] = Empty{}
	}
	return s
}

// Delete removes all items from the set.
// 从set中删除指定string
func (s String) Delete(items ...string) String {
	for _, item := range items {
		delete(s, item)
	}
	return s
}

// Has returns true if and only if item is contained in the set.
// 判断set是否包含指定的string
func (s String) Has(item string) bool {
	_, contained := s[item]
	return contained
}

// HasAll returns true if and only if all items are contained in the set.
// 判断set是否包括一组所有的字符串
func (s String) HasAll(items ...string) bool {
	for _, item := range items {
		if !s.Has(item) {
			return false
		}
	}
	return true
}

// HasAny returns true if any items are contained in the set.
// 判断一组字符串是否有包括在set中
func (s String) HasAny(items ...string) bool {
	for _, item := range items {
		if s.Has(item) {
			return true
		}
	}
	return false
}