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@@ -1,8 +1,8 @@
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## 6.5. 示例: Bit數組
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## 6.5. 示例: Bit数组
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Go語言里的集合一般會用map[T]bool這種形式來表示,T代表元素類型。集合用map類型來表示雖然非常靈活,但我們可以以一種更好的形式來表示它。例如在數據流分析領域,集合元素通常是一個非負整數,集合會包含很多元素,併且集合會經常進行併集、交集操作,這種情況下,bit數組會比map表現更加理想。(譯註:這里再補充一個例子,比如我們執行一個http下載任務,把文件按照16kb一塊劃分爲很多塊,需要有一個全局變量來標識哪些塊下載完成了,這種時候也需要用到bit數組)
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Go语言里的集合一般会用map[T]bool这种形式来表示,T代表元素类型。集合用map类型来表示虽然非常灵活,但我们可以以一种更好的形式来表示它。例如在数据流分析领域,集合元素通常是一个非负整数,集合会包含很多元素,并且集合会经常进行并集、交集操作,这种情况下,bit数组会比map表现更加理想。(译注:这里再补充一个例子,比如我们执行一个http下载任务,把文件按照16kb一块划分为很多块,需要有一个全局变量来标识哪些块下载完成了,这种时候也需要用到bit数组)
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一個bit數組通常會用一個無符號數或者稱之爲“字”的slice或者來表示,每一個元素的每一位都表示集合里的一個值。當集合的第i位被設置時,我們才説這個集合包含元素i。下面的這個程序展示了一個簡單的bit數組類型,併且實現了三個函數來對這個bit數組來進行操作:
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一个bit数组通常会用一个无符号数或者称之为“字”的slice或者来表示,每一个元素的每一位都表示集合里的一个值。当集合的第i位被设置时,我们才说这个集合包含元素i。下面的这个程序展示了一个简单的bit数组类型,并且实现了三个函数来对这个bit数组来进行操作:
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<u><i>gopl.io/ch6/intset</i></u>
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```go
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@@ -39,9 +39,9 @@ func (s *IntSet) UnionWith(t *IntSet) {
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}
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```
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因爲每一個字都有64個二進製位,所以爲了定位x的bit位,我們用了x/64的商作爲字的下標,併且用x%64得到的值作爲這個字內的bit的所在位置。UnionWith這個方法里用到了bit位的“或”邏輯操作符號|來一次完成64個元素的或計算。(在練習6.5中我們還會程序用到這個64位字的例子。)
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因为每一个字都有64个二进制位,所以为了定位x的bit位,我们用了x/64的商作为字的下标,并且用x%64得到的值作为这个字内的bit的所在位置。UnionWith这个方法里用到了bit位的“或”逻辑操作符号|来一次完成64个元素的或计算。(在练习6.5中我们还会程序用到这个64位字的例子。)
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當前這個實現還缺少了很多必要的特性,我們把其中一些作爲練習題列在本小節之後。但是有一個方法如果缺失的話我們的bit數組可能會比較難混:將IntSet作爲一個字符串來打印。這里我們來實現它,讓我們來給上面的例子添加一個String方法,類似2.5節中做的那樣:
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当前这个实现还缺少了很多必要的特性,我们把其中一些作为练习题列在本小节之后。但是有一个方法如果缺失的话我们的bit数组可能会比较难混:将IntSet作为一个字符串来打印。这里我们来实现它,让我们来给上面的例子添加一个String方法,类似2.5节中做的那样:
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```go
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// String returns the set as a string of the form "{1 2 3}".
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@@ -66,9 +66,9 @@ func (s *IntSet) String() string {
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}
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```
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這里留意一下String方法,是不是和3.5.4節中的intsToString方法很相似;bytes.Buffer在String方法里經常這麽用。當你爲一個複雜的類型定義了一個String方法時,fmt包就會特殊對待這種類型的值,這樣可以讓這些類型在打印的時候看起來更加友好,而不是直接打印其原始的值。fmt會直接調用用戶定義的String方法。這種機製依賴於接口和類型斷言,在第7章中我們會詳細介紹。
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这里留意一下String方法,是不是和3.5.4节中的intsToString方法很相似;bytes.Buffer在String方法里经常这么用。当你为一个复杂的类型定义了一个String方法时,fmt包就会特殊对待这种类型的值,这样可以让这些类型在打印的时候看起来更加友好,而不是直接打印其原始的值。fmt会直接调用用户定义的String方法。这种机制依赖于接口和类型断言,在第7章中我们会详细介绍。
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現在我們就可以在實戰中直接用上面定義好的IntSet了:
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现在我们就可以在实战中直接用上面定义好的IntSet了:
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```go
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var x, y IntSet
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@@ -86,7 +86,7 @@ fmt.Println(x.String()) // "{1 9 42 144}"
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fmt.Println(x.Has(9), x.Has(123)) // "true false"
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```
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這里要註意:我們聲明的String和Has兩個方法都是以指針類型*IntSet來作爲接收器的,但實際上對於這兩個類型來説,把接收器聲明爲指針類型也沒什麽必要。不過另外兩個函數就不是這樣了,因爲另外兩個函數操作的是s.words對象,如果你不把接收器聲明爲指針對象,那麽實際操作的是拷貝對象,而不是原來的那個對象。因此,因爲我們的String方法定義在IntSet指針上,所以當我們的變量是IntSet類型而不是IntSet指針時,可能會有下面這樣讓人意外的情況:
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这里要注意:我们声明的String和Has两个方法都是以指针类型*IntSet来作为接收器的,但实际上对于这两个类型来说,把接收器声明为指针类型也没什么必要。不过另外两个函数就不是这样了,因为另外两个函数操作的是s.words对象,如果你不把接收器声明为指针对象,那么实际操作的是拷贝对象,而不是原来的那个对象。因此,因为我们的String方法定义在IntSet指针上,所以当我们的变量是IntSet类型而不是IntSet指针时,可能会有下面这样让人意外的情况:
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```go
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fmt.Println(&x) // "{1 9 42 144}"
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@@ -94,9 +94,9 @@ fmt.Println(x.String()) // "{1 9 42 144}"
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fmt.Println(x) // "{[4398046511618 0 65536]}"
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```
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在第一個Println中,我們打印一個*IntSet的指針,這個類型的指針確實有自定義的String方法。第二Println,我們直接調用了x變量的String()方法;這種情況下編譯器會隱式地在x前插入&操作符,這樣相當遠我們還是調用的IntSet指針的String方法。在第三個Println中,因爲IntSet類型沒有String方法,所以Println方法會直接以原始的方式理解併打印。所以在這種情況下&符號是不能忘的。在我們這種場景下,你把String方法綁定到IntSet對象上,而不是IntSet指針上可能會更合適一些,不過這也需要具體問題具體分析。
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在第一个Println中,我们打印一个*IntSet的指针,这个类型的指针确实有自定义的String方法。第二Println,我们直接调用了x变量的String()方法;这种情况下编译器会隐式地在x前插入&操作符,这样相当远我们还是调用的IntSet指针的String方法。在第三个Println中,因为IntSet类型没有String方法,所以Println方法会直接以原始的方式理解并打印。所以在这种情况下&符号是不能忘的。在我们这种场景下,你把String方法绑定到IntSet对象上,而不是IntSet指针上可能会更合适一些,不过这也需要具体问题具体分析。
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練習6.1: 爲bit數組實現下面這些方法
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练习6.1: 为bit数组实现下面这些方法
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```go
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func (*IntSet) Len() int // return the number of elements
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@@ -105,9 +105,9 @@ func (*IntSet) Clear() // remove all elements from the set
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func (*IntSet) Copy() *IntSet // return a copy of the set
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```
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**練習 6.2:** 定義一個變參方法(*IntSet).AddAll(...int),這個方法可以爲一組IntSet值求和,比如s.AddAll(1,2,3)。
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**练习 6.2:** 定义一个变参方法(*IntSet).AddAll(...int),这个方法可以为一组IntSet值求和,比如s.AddAll(1,2,3)。
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**練習 6.3:** (*IntSet).UnionWith會用|操作符計算兩個集合的交集,我們再爲IntSet實現另外的幾個函數IntersectWith(交集:元素在A集合B集合均出現),DifferenceWith(差集:元素出現在A集合,未出現在B集合),SymmetricDifference(併差集:元素出現在A但沒有出現在B,或者出現在B沒有出現在A)。
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練習6.4: 實現一個Elems方法,返迴集合中的所有元素,用於做一些range之類的遍歷操作。
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**练习 6.3:** (*IntSet).UnionWith会用|操作符计算两个集合的交集,我们再为IntSet实现另外的几个函数IntersectWith(交集:元素在A集合B集合均出现),DifferenceWith(差集:元素出现在A集合,未出现在B集合),SymmetricDifference(并差集:元素出现在A但没有出现在B,或者出现在B没有出现在A)。
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练习6.4: 实现一个Elems方法,返回集合中的所有元素,用于做一些range之类的遍历操作。
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**練習 6.5:** 我們這章定義的IntSet里的每個字都是用的uint64類型,但是64位的數值可能在32位的平台上不高效。脩改程序,使其使用uint類型,這種類型對於32位平台來説更合適。當然了,這里我們可以不用簡單粗暴地除64,可以定義一個常量來決定是用32還是64,這里你可能會用到平台的自動判斷的一個智能表達式:32 << (^uint(0) >> 63)
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**练习 6.5:** 我们这章定义的IntSet里的每个字都是用的uint64类型,但是64位的数值可能在32位的平台上不高效。修改程序,使其使用uint类型,这种类型对于32位平台来说更合适。当然了,这里我们可以不用简单粗暴地除64,可以定义一个常量来决定是用32还是64,这里你可能会用到平台的自动判断的一个智能表达式:32 << (^uint(0) >> 63)
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