Golang里空结构体struct{}的介绍和使用

$struct$是$Golang$里的关键字，用于定义结构类型
比如

type Student struct{
	id int
	name string
}

struct{}是有$0$个元素的结构体.
struct{}{}表示类型struct{}的值为空{}

1.性质

1.1不占用内存

大小为$0$，不需要内存来存储struct{}类型的值。

func Test_Size(t *testing.T) {
	var x int
	var y string
	var z struct{}
	t.Log(unsafe.Sizeof(x), unsafe.Sizeof(y), unsafe.Sizeof(z)) //8 16 0
}

1.2 地址相同

定义两个struct{}类型的变量，打印并比较其地址，发现是相同的

func Test_Address(t *testing.T) {
	var x struct{}
	var y struct{}
	t.Logf("%p %p %v %v", &x, &y, &x == &y, x == y) // 0x1290460 0x1290460 true true
}

2.用途

2.1实现set

golang里没有实现set，如果在使用map的时候只关心key，不关心value的话，可以借助struct{}来实现set。比如key为string类型，那么set的实现map[string]struct{}。
因为struct{}不占用空间，所以在查找和判断的过程中速度会快，而且占用的内存也会小
简单实现：

func Test_set(t *testing.T) {
	set := make(map[string]struct{})
	set["a"] = struct{}{}
	if _, ok := set["a"]; ok {
		t.Log("exists") //exists
	}
}

使用interface{}实现

type Set map[interface{}]struct{}

func (s Set) Add(item interface{}) {
	s[item] = struct{}{}
}

func (s Set) Remove(item interface{}) {
	delete(s, item)
}

func (s Set) Contains(item interface{}) bool {
	_, exists := s[item]
	return exists
}

func Test_any_set(t *testing.T) {
	set := make(Set)

	set.Add("apple")
	set.Add("banana")
	set.Add("orange")

	fmt.Println("Set:", set)

	fmt.Println("Contains apple:", set.Contains("apple"))
	fmt.Println("Contains grape:", set.Contains("grape"))

	set.Remove("banana")

	fmt.Println("Set:", set)
}

使用泛型实现：

type Set[T comparable] map[T]struct{}

func (s Set[T]) Add(v T) {
	s[v] = struct{}{}
}

func (s Set[T]) Remove(v T) {
	delete(s, v)
}

func (s Set[T]) Contains(v T) bool {
	_, ok := s[v]
	return ok
}

func (s Set[T]) Len() int {
	return len(s)
}

func (s Set[T]) Values() []T {
	values := make([]T, 0, s.Len())
	for v := range s {
		values = append(values, v)
	}
	return values
}

func Test_any_set(t *testing.T) {
	s := Set[string]{}
	s.Add("apple")
	s.Add("banana")
	s.Add("orange")

	fmt.Println("Set:", s.Values())

	fmt.Println("Contains apple:", s.Contains("apple"))
	fmt.Println("Contains grape:", s.Contains("grape"))

	s.Remove("banana")

	fmt.Println("Set:", s.Values())
}

2.2. 用于无数据的channel

有的时候$channel$不需要发送数据，只需要一个触发信号，就可以使用struct{}来减少信号传递过程中的内存开销
a. 等待协程完成
$worker$函数是一个协程，它会模拟一些工作并在完成后发送空结构体值到$done$通道。
在$Test\_wait$函数中，我们通过从$done$通道接收空结构体值来等待工作完成。

func worker(done chan struct{}) {
	fmt.Println("Worker: Performing some work...")
	time.Sleep(2 * time.Second)
	fmt.Println("Worker: Work completed!")
	done <- struct{}{} // 发送空结构体值表示工作完成
}
func Test_wait(t *testing.T) {
	done := make(chan struct{})
	go worker(done)
	<-done // 接收空结构体值，等待工作完成
	t.Log("Main: Done!")
}

b.触发事件
$waitForEvent$函数会等待接收到空结构体值，表示事件发生。
$triggerEvent$函数会在一段时间后发送空结构体值到event通道，表示事件发生。
通过使用空结构体值作为通道元素，我们可以简单地实现事件的触发和等待。

func waitForEvent(event chan struct{}) {
	fmt.Println("Waiting for event...")
	<-event // 等待接收到空结构体值，表示事件发生
	fmt.Println("Event received!")
}

func triggerEvent(event chan struct{}) {
	time.Sleep(2 * time.Second)
	fmt.Println("Triggering event...")
	event <- struct{}{} // 发送空结构体值，表示事件发生
}
func Test_event(t *testing.T) {
	event := make(chan struct{})
	go waitForEvent(event)
	go triggerEvent(event)
	time.Sleep(3 * time.Second)
}

2.3 方法接收器

实现一个接口，只需要实现一些方法，不用声明一些额外的数据，可以用struct{}来实现，也可以换成其他任意的变量，比如$int$ ，$bool$

type Animal interface {
	Shouting()
}
type Dog struct{}

func (dog *Dog) Shouting() {
	fmt.Println("wang wang wang")
}