2023版golang面试题100道(map)

面试题合集目录

map查找?

假设当前 B=4 即桶数量为2^B=16个，要从map中获取k4对应的value
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

k4的查找步骤：
①计算k4的hash值；
②通过低B位来确定在哪号桶，此时B为4，所以取k4对应哈希值的后4位，也就是0101，0101用十进制表示为5，所以在5号桶）；
③根据k4对应的hash值高8位快速确定是在这个桶的哪个位置（额外说明一下，在bmap中存放了每个key对应的tophash，是key的哈希值高8位),一旦发现高8位一致，则会执行下一步；
④对比key完整的hash是否匹配，如果匹配则获取对应value；
⑤如果都没有找到，就去连接的下一个溢出桶中找。

tophash可以快速确定key是否正确，也可以把它理解成一种缓存措施，如果高8位都不对了，后面就没有必要比较了。

map的底层实现？

map是一种key-value的键值对存储结构，其中key不能重复，底层用hash表存储。
map的数据结构在源码结构中的关键字段如下，在src/runtime/map.go中：

type hmap struct {count     int // 元素的个数flags     uint8B         uint8  // buckets 数组的长度，就是 2^B 个noverflow uint16hash0     uint32buckets    unsafe.Pointer // 2^B个桶对应的数组指针oldbuckets unsafe.Pointer // 发生扩容时，记录扩容前的buckets数组指针nevacuate  uintptrextra *mapextra //用于保存溢出桶的地址
}//在编译期间的bmap结构体
type bmap struct {tophash [8]uint8 //存储哈希值的高8位data    byte[1]  //key value数据overflow *bmap   //溢出bucket的地址
}

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

在go的map实现中，它的底层结构体是hmap，hmap里维护着若干个bucket数组 (即桶数组)。

Bucket数组中每个元素都是bmap结构，也即每个bucket（桶）都是bmap结构，每个桶中保存了8个kv对，如果8个满了，又来了一个key落在了这个桶里，会使用overflow连接下一个桶(溢出桶)。

map如何扩容？

发生扩容的条件：
B–buckets数组的长度
载荷因子(loadFactor)
loadFactor:=count / (2^B) 即载荷因子 = map中元素的个数 / map中当前桶的个数
通过计算公式我们可以得知，载荷因子是指当前map中，每个桶中的平均元素个数。

扩容条件1：装载因子 > 6.5 (源码中定义的)

扩容条件2: 溢出桶的数量过多
当 B < 15 时，如果overflow的bucket数量超过 2^B。
当 B >= 15 时，overflow的bucket数量超过 2^15。
简单来讲，新加入key的hash值后B位都一样，使得个别桶一直在插入新数据，进而导致它的溢出桶链条越来越长。如此一来，当map在操作数据时，扫描速度就会变得很慢。及时的扩容，可以对这些元素进行重排，使元素在桶的位置更平均一些。

扩容方式：
有两种，一种是等量扩容，另一种是2倍扩容。
相同容量扩容：
由于map中不断的put和delete key，桶中可能会出现很多断断续续的空位，这些空位会导致连接的bmap溢出桶很长，导致扫描时间边长。这种扩容实际上是一种整理，把后置位的数据整理到前面。这种情况下，元素会发生重排，但不会换桶。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

2倍容量扩容：
由于当前桶数组确实不够用了，发生这种扩容时，元素会重排，可能会发生桶迁移。
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

如图中所示，扩容前B=2,扩容后B=3，假设一元素key的hash值后三位为101，那么由上文的介绍可知，在扩容前，由hash值的后两位来决定几号桶，即 01 所以元素在1号桶。在扩容发生后，由hash值得后三位来决定几号桶，即101所以元素会迁移到5号桶。