Maps - learn-go-with-tests

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Maps
​你可以在这里找到本章的所有代码​
在数组和切片的章节中，你学会了如何按顺序存储值。现在，我们再来看看如何通过键存储值，并快速查找它们。
Maps 允许你以类似于字典的方式存储值。你可以将键视为单词，将值视为定义。难道还有比构建我们自己的字典更好的学习 map 的方式吗？
首先编写测试
在 dictionary_test.go 中编写代码：
package main
​
import "testing"
​
func TestSearch(t *testing.T) {
    dictionary := map[string]string{"test": "this is just a test"}
​
    got := Search(dictionary, "test")
    want := "this is just a test"
​
    if got != want {
        t.Errorf("got '%s' want '%s' given, '%s'", got, want, "test")
    }
}
声明 map 的方式有点儿类似于数组。不同之处是，它以 map 关键字开头，需要两种类型。第一个是键的类型，写在 [] 中。第二个是值的类型，跟在 [] 之后。
键的类型很特别，它只能是一个可比较的类型，因为如果不能判断两个键是否相等，我们就无法确保我们得到的是正确的值。可比类型在语言规范中有详细解释。
另一方面，值的类型可以是任意类型，它甚至可以是另一个 map。
测试中的其他内容应该都很熟悉了。
尝试运行测试
运行 go test 后编译器会提示失败信息 ./dictionary_test.go:8:9: undefined: Search。
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
在 dictionary.go 中：
package main
​
func Search(dictionary map[string]string, word string) string {
    return ""
}
测试应该失败并显示明确的错误信息：
dictionary_test.go:12: got '' want 'this is just a test' given, 'test'。
编写足够的代码使测试通过
func Search(dictionary map[string]string, word string) string {
    return dictionary[word]
}
从 map 中获取值和数组相同，都是通过 map[key] 的方式。
重构
func TestSearch(t *testing.T) {
    dictionary := map[string]string{"test": "this is just a test"}
​
    got := Search(dictionary, "test")
    want := "this is just a test"
​
    assertStrings(t, got, want)
}
​
func assertStrings(t *testing.T, got, want string) {
    t.Helper()
​
    if got != want {
        t.Errorf("got '%s' want '%s'", got, want)
    }
}
我决定创建一个 assertStrings 辅助函数并删除 given 的部分让实现更通用。
使用自定义的类型
我们可以通过为 map 创建新的类型并使用 Search 方法改进字典的使用。
在 dictionary_test.go 中：
func TestSearch(t *testing.T) {
    dictionary := Dictionary{"test": "this is just a test"}
​
    got := dictionary.Search("test")
    want := "this is just a test"
​
    assertStrings(t, got, want)
}
我们已经开始使用 Dictionary 类型了，但是我们还没有定义它。然后要在 Dictionary 实例上调用 Search 方法。
我们不需要更改 assertStrings。
在 dictionary.go 中：
type Dictionary map[string]string
​
func (d Dictionary) Search(word string) string {
    return d[word]
}
在这里，我们创建了一个 Dictionary 类型，它是对 map 的简单封装。定义了自定义类型后，我们可以创建 Search 方法。
首先编写测试
基本的搜索很容易实现，但是如果我们提供一个不在我们字典中的单词，会发生什么呢？
我们实际上得不到任何返回。这很好，因为程序可以继续运行，但还有更好的方法。这个函数可以证明该单词不在字典中。这样，用户就不用猜测这个单词是不存在还是未定义了（这看起来可能对于字典没有用。但是，这可能是其他用例的关键场景）。
func TestSearch(t *testing.T) {
    dictionary := Dictionary{"test": "this is just a test"}
​
    t.Run("known word", func(t *testing.T) {
        got, _ := dictionary.Search("test")
        want := "this is just a test"
​
        assertStrings(t, got, want)
    })
​
    t.Run("unknown word", func(t *testing.T) {
        _, err := dictionary.Search("unknown")
        want := "could not find the word you were looking for"
​
        if err == nil {
            t.Fatal("expected to get an error.")
        }
​
        assertStrings(t, err.Error(), want)
    })
}
在 Go 中处理这种情况的方法是返回第二个参数，它是一个 Error 类型。
Error 类型可以使用 .Error() 方法转换为字符串，我们将其传递给断言时会执行此操作。我们也用 if 来保护 assertStrings，以确保我们不在 nil 上调用 .Error()。
尝试运行测试
这不会通过编译
./dictionary_test.go:18:10: assignment mismatch: 2 variables but 1 values
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) {
    return d[word], nil
}
现在你的测试将会失败，并显示更加清晰的错误信息
dictionary_test.go:22: expected to get an error.
编写足够的代码使测试通过
func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) {
    definition, ok := d[word]
    if !ok {
        return "", errors.New("could not find the word you were looking for")
    }
​
    return definition, nil
}
为了使测试通过，我们使用了一个 map 查找的有趣特性。它可以返回两个值。第二个值是一个布尔值，表示是否成功找到 key。
此特性允许我们区分单词不存在还是未定义。
重构
var ErrNotFound = errors.New("could not find the word you were looking for")
​
func (d Dictionary) Search(word string) (string, error) {
    definition, ok := d[word]
    if !ok {
        return "", ErrNotFound
    }
​
    return definition, nil
}
我们通过将错误提取为变量的方式，摆脱 Search 中魔术错误（magic error）。这也会使我们获得更好的测试。
t.Run("unknown word", func(t *testing.T) {
    _, got := dictionary.Search("unknown")
​
    assertError(t, got, ErrNotFound)
})
​
func assertError(t *testing.T, got, want error) {
    t.Helper()
​
    if got != want {
        t.Errorf("got error '%s' want '%s'", got, want)
    }
}
通过创建一个新的辅助函数，我们能够简化测试，并使用 ErrNotFound 变量，如果我们将来更改显示错误的文字，测试也不会失败。
首先编写测试
我们现在有很好的方法来搜索字典。但是，我们无法在字典中添加新单词。
func TestAdd(t *testing.T) {
    dictionary := Dictionary{}
    dictionary.Add("test", "this is just a test")
​
    want := "this is just a test"
    got, err := dictionary.Search("test")
    if err != nil {
        t.Fatal("should find added word:", err)
    }
​
    if want != got {
        t.Errorf("got '%s' want '%s'", got, want)
    }
}
在这个测试中，我们利用 Search 方法使字典的验证更加容易。
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
在 dictionary.go 中：
func (d Dictionary) Add(word, definition string) {
}
测试现在应该会失败：
dictionary_test.go:31: should find added word: could not find the word you were looking for
编写足够的代码使测试通过
func (d Dictionary) Add(word, definition string) {
    d[word] = definition
}
向 map 添加元素也类似于数组。你只需指定键并给它赋一个值。
引用类型
Map 有一个有趣的特性，不使用指针传递你就可以修改它们。这是因为 map 是引用类型。这意味着它拥有对底层数据结构的引用，就像指针一样。它底层的数据结构是 hash table 或 hash map，你可以在这里阅读有关 hash tables 的更多信息。
Map 作为引用类型是非常好的，因为无论 map 有多大，都只会有一个副本。
引用类型引入了 maps 可以是 nil 值。如果你尝试使用一个 nil 的 map，你会得到一个 nil 指针异常，这将导致程序终止运行。
由于 nil 指针异常，你永远不应该初始化一个空的 map 变量：
var m map[string]string
相反，你可以像我们上面那样初始化空 map，或使用 make 关键字创建 map：
dictionary = map[string]string{}
​
// OR
​
dictionary = make(map[string]string)
这两种方法都可以创建一个空的 hash map 并指向 dictionary。这确保永远不会获得 nil 指针异常。
重构
在我们的实现中没有太多可以重构的地方，但测试可以简化一点。
func TestAdd(t *testing.T) {
    dictionary := Dictionary{}
    word := "test"
    definition := "this is just a test"
​
    dictionary.Add(word, definition)
​
    assertDefinition(t, dictionary, word, definition)
}
​
func assertDefinition(t *testing.T, dictionary Dictionary, word, definition string) {
    t.Helper()
​
    got, err := dictionary.Search(word)
    if err != nil {
        t.Fatal("should find added word:", err)
    }
​
    if definition != got {
        t.Errorf("got '%s' want '%s'", got, definition)
    }
}
我们为单词和定义创建了变量，并将定义断言移到了自己的辅助函数中。
我们的 Add 看起来不错。除此之外，我们没有考虑当我们尝试添加的值已经存在时会发生什么！
如果值已存在，map 不会抛出错误。相反，它们将继续并使用新提供的值覆盖该值。这在实践中很方便，但会导致我们的函数名称不准确。Add 不应修改现有值。它应该只在我们的字典中添加新单词。
首先编写测试
func TestAdd(t *testing.T) {
    t.Run("new word", func(t *testing.T) {
        dictionary := Dictionary{}
        word := "test"
        definition := "this is just a test"
​
        err := dictionary.Add(word, definition)
​
        assertError(t, err, nil)
        assertDefinition(t, dictionary, word, definition)
    })
​
    t.Run("existing word", func(t *testing.T) {
        word := "test"
        definition := "this is just a test"
        dictionary := Dictionary{word: definition}
        err := dictionary.Add(word, "new test")
​
        assertError(t, err, ErrWordExists)
        assertDefinition(t, dictionary, word, definition)
    })
}
对于此测试，我们修改了 Add 以返回错误，我们将针对新的错误变量 ErrWordExists 进行验证。我们还修改了之前的测试以检查是否为 nil 错误。
尝试运行测试
编译将失败，因为我们没有为 Add 返回值。
./dictionary_test.go:30:13: dictionary.Add(word, definition) used as value
./dictionary_test.go:41:13: dictionary.Add(word, "new test") used as value
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
在 dictionary.go 中：
var (
    ErrNotFound   = errors.New("could not find the word you were looking for")
    ErrWordExists = errors.New("cannot add word because it already exists")
)
​
func (d Dictionary) Add(word, definition string) error {
    d[word] = definition
    return nil
}
现在我们又得到两个错误。我们仍在修改值，并返回 nil 错误。
dictionary_test.go:43: got error '%!s(<nil>)' want 'cannot add word because it already exists'
dictionary_test.go:44: got 'new test' want 'this is just a test'
编写足够的代码使测试通过
func (d Dictionary) Add(word, definition string) error {
    _, err := d.Search(word)
​
    switch err {
    case ErrNotFound:
        d[word] = definition
    case nil:
        return ErrWordExists
    default:
        return err
    }
​
    return nil
}
这里我们使用 switch 语句来匹配错误。如上使用 switch 提供了额外的安全，以防 Search 返回错误而不是 ErrNotFound。
重构
我们没有太多需要重构的地方，但随着对错误使用的增多，我们还可以做一些修改。
const (
    ErrNotFound   = DictionaryErr("could not find the word you were looking for")
    ErrWordExists = DictionaryErr("cannot add word because it already exists")
)
​
type DictionaryErr string
​
func (e DictionaryErr) Error() string {
    return string(e)
}
我们将错误声明为常量，这需要我们创建自己的 DictionaryErr 类型来实现 error 接口。你可以在 Dave Cheney 的这篇优秀文章中了解更多相关的细节。简而言之，它使错误更具可重用性和不可变性。
首先编写测试
func TestUpdate(t *testing.T) {
    word := "test"
    definition := "this is just a test"
    dictionary := Dictionary{word: definition}
    newDefinition := "new definition"
​
    dictionary.Update(word, newDefinition)
​
    assertDefinition(t, dictionary, word, newDefinition)
}
Update 与 Create 密切相关，这是下一个需要我们实现的方法。
尝试运行测试
./dictionary_test.go:53:2: dictionary.Update undefined (type Dictionary has no field or method Update)
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
我们已经知道如何处理这样的错误。我们需要定义我们的函数。
func (d Dictionary) Update(word, definition string) {}
从这里可以看出我们需要改变这个词的定义。
dictionary_test.go:55: got 'this is just a test' want 'new definition'
编写足够的代码使测试通过
当我们用 Create 解决问题时就明白了如何处理这个问题。所以让我们实现一个与 Create 非常相似的方法。
func (d Dictionary) Update(word, definition string) {
    d[word] = definition
}
我们不需要对此进行重构，因为更改很简单。但是，我们现在遇到与 Create 相同的问题。如果我们传入一个新单词，Update 会将它添加到字典中。
首先编写测试
t.Run("existing word", func(t *testing.T) {
    word := "test"
    definition := "this is just a test"
    newDefinition := "new definition"
    dictionary := Dictionary{word: definition}
​
    err := dictionary.Update(word, newDefinition)
​
    assertError(t, err, nil)
    assertDefinition(t, dictionary, word, newDefinition)
})
​
t.Run("new word", func(t *testing.T) {
    word := "test"
    definition := "this is just a test"
    dictionary := Dictionary{}
​
    err := dictionary.Update(word, definition)
​
    assertError(t, err, ErrWordDoesNotExist)
})
我们在单词不存在时添加了另一种错误类型。我们还修改了 Update 以返回 error 值。
尝试运行测试
./dictionary_test.go:53:16: dictionary.Update(word, "new test") used as value
./dictionary_test.go:64:16: dictionary.Update(word, definition) used as value
./dictionary_test.go:66:23: undefined: ErrWordDoesNotExists
这次我们得到 3 个错误，但我们知道如何处理这些错误。
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
const (
    ErrNotFound         = DictionaryErr("could not find the word you were looking for")
    ErrWordExists       = DictionaryErr("cannot add word because it already exists")
    ErrWordDoesNotExist = DictionaryErr("cannot update word because it does not exist")
)
​
func (d Dictionary) Update(word, definition string) error {
    d[word] = definition
    return nil
}
我们添加了自己的错误类型并返回 nil 错误。
通过这些更改，我们现在得到一个非常明确的错误：
dictionary_test.go:66: got error '%!s(<nil>)' want 'cannot update word because it does not exist'
编写足够的代码使测试通过
func (d Dictionary) Update(word, definition string) error {
    _, err := d.Search(word)
​
    switch err {
    case ErrNotFound:
        return ErrWordDoesNotExist
    case nil:
        d[word] = definition
    default:
        return err
    }
​
    return nil
}
除了在更新 dictionary 和返回错误时切换之外，这个函数看起来几乎与 Add 完全相同。
关于声明 Update 的新错误的注意事项
我们可以重用 ErrNotFound 而不添加新错误。但是，更新失败时有更精确的错误通常更好。
特定的错误描述可以为你提供有关错误的更多信息。以下是一个 Web 应用中的示例：
遇到 ErrNotFound 时可以重定向用户，但遇到 ErrWordDoesNotExist 时会显示错误消息。
首先编写测试
func TestDelete(t *testing.T) {
    word := "test"
    dictionary := Dictionary{word: "test definition"}
​
    dictionary.Delete(word)
​
    _, err := dictionary.Search(word)
    if err != ErrNotFound {
        t.Errorf("Expected '%s' to be deleted", word)
    }
}
我们的测试创建一个带有单词的 Dictionary，然后检查该单词是否已被删除。
尝试运行测试
通过运行 go test 我们得到：
./dictionary_test.go:74:6: dictionary.Delete undefined (type Dictionary has no field or method Delete)
编写最少量的代码让测试运行并检查输出
func (d Dictionary) Delete(word string) {
​
}
添加这个之后，测试告诉我们没有删除这个单词。
dictionary_test.go:78: Expected 'test' to be deleted
编写足够的代码使测试通过
func (d Dictionary) Delete(word string) {
    delete(d, word)
}
Go 的 map 有一个内置函数 delete。它需要两个参数。第一个是这个 map，第二个是要删除的键。
delete 函数不返回任何内容，我们基于相同的概念构建 Delete 方法。由于删除一个不存在的值是没有影响的，与我们的 Update 和 Create 方法不同，我们不需要用错误复杂化 API。
总结
在本节中，我们介绍了很多内容。我们为一个字典应用创建了完整的 CRUD API。在整个过程中，我们学会了如何：
创建 map
在 map 中搜索值
向 map 添加新值
更新 map 中的值
从 map 中删除值
了解更多错误相关的知识
如何创建常量类型的错误
对错误进行封装
作者：hackeryarn 译者：Donng 校对：polaris1119、pityonline​
本文由 GCTT 原创编译，Go 中文网 荣誉推出