Go语言实现双向映射（BidiMap）

霞舞

发布时间：2025-09-30 18:58:24

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go语言实现双向映射（bidimap）

本文介绍如何在Go语言中实现双向映射（BidiMap）。由于Go标准库中没有直接提供双向映射的数据结构，本文通过组合两个map并在struct中维护它们之间的同步关系，实现了一个简单的BidiMap。同时，展示了如何使用interface{}来实现泛型BidiMap，使其可以存储任意类型的键值对。

在某些场景下，我们需要一种可以进行双向查找的数据结构，即可以通过键查找值，也可以通过值查找键。这种数据结构通常被称为双向映射（BidiMap）。虽然Go语言的标准库中没有直接提供BidiMap，但我们可以通过组合两个map来实现类似的功能。

实现一个简单的BidiMap

最基本的方法是创建一个包含两个map的结构体，一个用于从键到值的映射，另一个用于从值到键的映射。我们需要确保这两个map始终保持同步。

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type BidirMap struct {
    left  map[interface{}]interface{} // 键到值的映射
    right map[interface{}]interface{} // 值到键的映射
}

// NewBidirMap 创建一个新的 BidirMap
func NewBidirMap() *BidirMap {
    return &BidirMap{
        left:  make(map[interface{}]interface{}),
        right: make(map[interface{}]interface{}),
    }
}

// Insert 插入一个键值对
func (m *BidirMap) Insert(key, val interface{}) {
    // 先删除可能存在的旧映射，确保数据一致性
    if _, inleft := m.left[key]; inleft {
        delete(m.right, m.left[key])
    }
    if _, inright := m.right[val]; inright {
        delete(m.left, m.right[val])
    }

    m.left[key] = val
    m.right[val] = key
}

// GetValue 通过键获取值
func (m *BidirMap) GetValue(key interface{}) (interface{}, bool) {
    val, ok := m.left[key]
    return val, ok
}

// GetKey 通过值获取键
func (m *BidirMap) GetKey(val interface{}) (interface{}, bool) {
    key, ok := m.right[val]
    return key, ok
}

// DeleteByKey 通过键删除
func (m *BidirMap) DeleteByKey(key interface{}) {
    if val, ok := m.left[key]; ok {
        delete(m.right, val)
        delete(m.left, key)
    }
}

// DeleteByValue 通过值删除
func (m *BidirMap) DeleteByValue(val interface{}) {
    if key, ok := m.right[val]; ok {
        delete(m.left, key)
        delete(m.right, val)
    }
}

// Len 获取 BidirMap 的长度
func (m *BidirMap) Len() int {
    return len(m.left)
}

使用示例

package main

import "fmt"

func main() {
    bm := NewBidirMap()

    bm.Insert("apple", 1)
    bm.Insert("banana", 2)
    bm.Insert("orange", 3)

    val, ok := bm.GetValue("banana")
    if ok {
        fmt.Println("Value of banana:", val) // Output: Value of banana: 2
    }

    key, ok := bm.GetKey(2)
    if ok {
        fmt.Println("Key of 2:", key) // Output: Key of 2: banana
    }

    bm.DeleteByKey("banana")
    _, ok = bm.GetValue("banana")
    if !ok {
        fmt.Println("banana is deleted") // Output: banana is deleted
    }

    fmt.Println("Length of BidirMap:", bm.Len()) // Output: Length of BidirMap: 2
}

注意事项

类型安全： 上述实现使用了 interface{}，这意味着它可以存储任何类型的键和值。但是，这也意味着需要在运行时进行类型断言，这可能会导致运行时错误。在实际应用中，可以根据需要使用具体的类型来提高类型安全性。
并发安全： 上述实现不是并发安全的。如果需要在并发环境中使用，需要添加适当的锁机制来保护数据。
删除操作： DeleteByKey 和 DeleteByValue 函数需要确保两个map中的对应条目都被删除，以保持数据一致性。
性能： 对于非常大的数据集，使用标准map可能不是最优选择。可以考虑使用更高级的数据结构，例如哈希表或树，以提高性能。