Go Maps in action

Contents

Introduction
Declaration and Initialization
Working with maps
Exploiting zero values
Key types
Concurrency
Iteration order

Intoduction

해시 테이블을 컴퓨터 사이언스에서 가장 유용한 자료구조 중 하나로, 다양한 특징을 제공하는 여러 구현들이 있지만, 보통은 빠른 참조, 추가, 삭제 기능을 제공한다. Go에서는 해시테이블을 구현하는 bulit-in map 타입을 제공한다.

Declaration and Initialization

Go의map 타입은 다음과 같은 형태를 가진다.

map[KeyType]ValueType

Key 타입으로는 comparable한 타입이라면 어떠한 타입이든 사용할 수 있고, Value 타입으로는 어떠한 타입이든 사용할 수 있다(심지어 또 다른 map 타입까지도).

다음에 나타낸 변수 m은 string key에 integer 값이 매핑되는 map이다.

var m map[string]int

map 타입은 포인터와 슬라이와 같은 레퍼런스 타입으로 위의 m은 nil 값을 가지는 것으로, 어떠한 초기화 된 map도 가르키고 있지 않은 상태다. nil map을 읽을 때 빈 map처럼 동작하지만, 쓰려할 때는 runtime panic을 발생시키므로, 초기화 후에 사용하여야 한다. 다음은 map 초기화를 위해 make 함수를 사용하는 예이다.

m = make(map[string]int)

make 함수는 해시 맵 자료구조를 할당, 초기화해서 리턴하여, map 변수로 하여금 가르키도록 한다. 본문에서는 map의 사용 방법에 대해 다루며, 구현 자체에 대해서는 다루지 않는다.

Working with maps

Go는 map을 쉽게 사용하기 위한 간결한 문법을 제공한다. 다음 구문은 “route” key에 값으로 66을 세팅하고 새 변수에 “route” key에 해당하는 값을 뽑아내는 예제이다.

m["route"] = 66
v := m["route"]

만약 요청한 키가 없으면, value 타입의 zero value를 얻게 된다. 다음 예제의 맵은 integer 형이므로 0을 리턴한다.

v := m["root"]
// v == 0

built-in len 함수는 map에 있는 아이템의 개수를 리턴한다.

n := len(m)

built-in delete 함수는 맵으로부터 해당하는 엔트리를 삭제한다.

delete(m, "route")

delete 함수는 아무것도 리턴하지 않으며, 해당 key가 존재하지 않으면 아무것도 하지 않는다.

‘Comma, ok’를 통해 key 존재 여부를 알 수 있다.

v, ok := m["route"]

위 구문에서, 첫번째 값 (v)는 key “route”에 저장된 값이 할당되며, 키가 없다면 타입의 zero value가 할당된다. 두번째 값 (ok)에는 키가 존재하는지 안하는지를 나타내는 bool 타입이 할당된다.

range 루프를 통해 map 아이템에 대해 iterate 할 수 있다.

for key, value := range m {
	fmt.Println("Key : ", key, "Value : ", value)
}

다음은 map 리터럴을 이용해 map을 초기화하는 예제이다.

m := map[string]int {
	"rsc":	3711,
	"r": 	1222,
	"gri":	8312
}

위와 같은 문법은 빈 맵을 초기화하기 위해서도 사용할 수 있다.

m = map[string]int{}

Exploiting zero values

맵에 해당 key가 없을 때 zero value를 리턴하도록 하는 매커니즘은 맵 이용을 편리하도록 해준다.

예로써, bool 타입을 value로 가지는 맵은 Set과 유사한 데이터 구조로 사용할 수 있다(bool의 zero value는 0임). 다음 예제는 연결 리스트의 노드들을 순회하며 값을 출력한다. 이는 Node 포인터의 맵을 이용해 연결리스트의 사이클을 감지하고 있다.

type Node struct {
	Next	*Node
	Value	interface{}
}
var first *Node

visited := make(map[*Node]bool)
for n := first; n != nil; n = n.Next {
	if visited[n] {
		fmt.Println("cycle detected")
		break
	}
	visited[n] = true
	fmt.Println(n.Value)
}

visited[n]은 n이 방문된 경우 True이고 없으면 False이다. 맵에 n이 있는지 없는지 테스트하기 위해 two-value 형식을 사용할 필요가 없이, zero value로 검사할 수 있다.

zero value의 유용한 또 다른 예는 슬라이스 맵이다. nil slice에 append하면 새 슬라이스를 할당하므로 슬라이스 맵에 값을 추가하는 것은 한 줄로 표시된다. 키가 있는지 확인할 필요가 없다. 다음 예제에서 people 슬라이스는 Person 구조체 값으로 채워진다. 각 Person 객체에는 Name과 Likes 슬라이스가 있다. 각 Likes 객체마다 이를 좋아하는 사람들의 리스트 맵을 만드는 예쩨이다.

type Person struct {
        Name  string
        Likes []string
}
var people []*Person

likes := make(map[string][]*Person)
for _, p := range people {
    for _, l := range p.Likes {
        likes[l] = append(likes[l], p)
    }
}

“cheese”를 좋아하는 사람을 출력하려면,

for _, p := range likes["cheese"] {
	fmt.Println(p.Name, "likes cheese.")
}

Key types

처음에 언급했듯, 맵의 키로는 comparable한 어떤 타입이든 사용할 수 있다. 언어 사양은 이를 정확하게 정의하고 있다. 대표적인 키 타입으로는 boolean, numeric, string, 포인터, 채널, 인터페이스, 그리고 이러한 타입을 포함하는 구조체와 배열이다. Slice, Map, 함수는 ==를 사용해 비교할 수 없기 때문에 맵 키로 사용할 수 없다. 구조체는 데이터를 여러 차원으로 키잉할 때 사용할 수 있다. 아래부터의 예시는 맵의 맵을 사용해 국가별 웹 페이지 Hit을 집계하는 것을 보여준다.

hits := make(map[string]map[string]int)

아래 표현식은 한국인이 페이지를 로드한 횟수를 검색한다.

n := hits["/doc/"]["kr"]

이 방식에서는 데이터를 추가하는 방법이 그리 매끄럽지는 못한데, 앞서 있는 맵이 존재하는지 확인하는 과정이 필요하다.

func add(m map[string]map[string]int, path, country string){
	mm, ok := m[path]
	if !ok {
		mm = make(map[string]int)
		m[path] = mm
	}
	mm[country] += 1
}
add(hits, "/doc/", "us")

구조체를 이용하면 하나의 맵으로도 이를 간단히 구현할 수 있다.

type Key struct {
	Path, Country string
}
hits := make(map[Key]int)

이를 이용해 웹 페이지 Hit 맵을 다시 만든다면 아래와 같이 표현할 수 있다.

type Key struct{
	Path, Country string
}

hits[Key{"/doc/", "us"} += 1

Concurrency

아쉽게도 Go map은 여러 고루틴이 동시에 접근할 떄 안전하게 대처해줄 장치가 마련되어 있지 않다. 동시에 맵에 읽고 쓸 때, 어떤 일이 발생할지 알 수 없다. 여러 맵에서 동시에 하나의 맵에 읽고 쓰기 위해서는 sync.RWMutex와 map 변수를 포함하는 익명 구조체 객체를 선언해야 한다.

var counter = struct{
	sync.RWMutex
	m map[string]int
}{m : make(map[string]int)}

map을 읽기 위해, counter로 부터 Read Lock을 얻는다.

counter.RLock()
n := counter.m["some_key"]
counter.RUnlock()
fmt.Println("some_key:", n)

map에 데이터를 쓰기 위해서는 counter로 부터 Write Lock을 얻어 쓰면 된다.

counter.Lock()
counter.m["some_key"]++
counter.Unlock()

Iteration order

Go map에 대해서 iterate 할 때, 반복 순서는 정해져 있지 않다(C++의 Map은 Red-black tree로 구현되어 있어 정렬되어 있음). 때문에 매번 Iterate가 동일하다고 보장할 수 없다. 안정적인 반복 순서가 필요한 경우에는 해당 순서를 정하는 별도의 자료구조가 필요하다.

import "sort"

var m map[int]string
var keys []int
for k := range m {
	keys = append(keys, k)
}
sort.Ints(keys)
for _, k := range keys {
	fmt.Println("Key:", k , "Value:", m[k])
}