iOS 容器（NSArray，NSDictionary，NSSe

作者: qui丶MyLove | 来源:发表于2021-07-17 19:49 被阅读0次

ios中常见容器

array:存储一组有序的值
set:存储一组无序的值
dictionary:存储一组无序的key-value映射

其他高阶

NSCountedSet
NSIndexSet && NSMutableIndexSet
NSOrderedSet && NSMutableOrderedSet
NSPointerArray
NSMapTable
NSHashTable
NSCache

NSArray
数组在内存上是连续存储空间，可以通过index下标获取数组元素。
NSSet
集合在内存上是不连续的，相同元素只能存在一个，一种哈希表，运用散列算法，查找集合中的元素比数组速度更快，但是它没有顺序。
NSDictionary
字典在内存上是不连续的，通过key-value映射。一种哈希表，通过哈希算法得到key的哈希值去表中查对应的value，它没有顺序。

图示1

NSCountedSet

是无序集合，可以添加、移除元素，判断元素是否存在及保证元素唯一性。还有两个主要特点：

一个元素可以多次添加
可以获取元素数量
使用场景如购物车同一个产品购买多个，使用NSCountedSet想对字典会更方便

NSIndexSet && NSMutableIndexSet

是包含不重复整数的容器类型，使得索引访问具备批量执行的能力。

    NSMutableIndexSet *indexs = [[NSMutableIndexSet alloc]init];
    [indexs addIndex:1];
    [indexs addIndex:3];
    NSArray *arr = @[@"1",@"2",@"3",@"4",@"5",@"6"];
    NSLog(@"items=%@",[arr objectsAtIndexes:indexs]);
//log  items=(
    2,
    4
)

    NSMutableIndexSet *indexs = [[NSMutableIndexSet alloc]init];
    [indexs addIndexesInRange:NSMakeRange(0, 2)];
    [indexs addIndexesInRange:NSMakeRange(4, 1)];
    NSArray *arr = @[@"1",@"2",@"3",@"4",@"5",@"6"];
    NSLog(@"items=%@",[arr objectsAtIndexes:indexs]);
//log items=(
    1,
    2,
    5
)

NSOrderedSet && NSMutableOrderedSet

是有序 Set，比传统 NSSet 增加了索引功能，且能够保持元素的插入顺序。

    NSString *str1 = @"str1";
    NSString *str2 = @"str2";
    NSString *str3 = @"str3";
    NSString *str4 = @"str4";
    NSOrderedSet *set = [[NSOrderedSet alloc] initWithObjects:str1,str2,str3,str4, nil];
    NSString *res1 = [set objectAtIndex:1];//
    NSInteger index = [set indexOfObject:str4];//
    NSString *res2 = set[2];//支持下标取值
    NSLog(@"res1=%@  index=%d   res2=%@",res1,index,res2);
//log  res1=str2  index=3   res2=str3

注：在与NSArray的性能上比较

图示2

NSPointerArray

是 NSMutableArray 的高阶类型，比 NSMutableArray 具备更广泛的内存管理能力，具体如下：

和传统 NSArray 一样，用于有序的插入或移除；
与传统 NSArray 不同的是，可以存储 NULL，且 NULL 参与 count 的计算；
与传统 NSArray 不同的是，count 可以被设置，如果设置较大的 count 则使用 NULL 占位；
可以使用 weak 或 unsafe_unretained 来修饰成员；
可以修改对象的判等方式；
可以使对象加入时进行拷贝；
成员可以是所有指针类型，不仅限于 OC 对象；

    NSObject *obj = [[NSObject alloc] init];
    NSPointerArray *pointer1 = [NSPointerArray weakObjectsPointerArray];
    [pointer1 addPointer:(__bridge void *)(obj)];//obj 引用计数不会变化 添加时是weak引用
    
    NSPointerArray *pointer2 = [NSPointerArray strongObjectsPointerArray];
    [pointer2 addPointer:(__bridge void *)obj];//obj 引用计数+1 添加时是strong引用
  //注：obj 被释放后，pointerArray.count 依然是1，这是因为 NULL 也会参与占位。调用 compact 方法将清空所有的 NULL 占位。

通过函数 + pointerArrayWithOptions:指定NSPointerFunctionsOptions更多有趣的存储方式。

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSPointerFunctionsOptions) {
    // Memory options are mutually exclusive
    
    // default is strong
    NSPointerFunctionsStrongMemory API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (0UL << 0),       // use strong write-barrier to backing store; use GC memory on copyIn
    NSPointerFunctionsZeroingWeakMemory API_DEPRECATED("GC no longer supported", macos(10.5, 10.8)) API_UNAVAILABLE(ios, watchos, tvos) = (1UL << 0),  // deprecated; uses GC weak read and write barriers, and dangling pointer behavior otherwise
    NSPointerFunctionsOpaqueMemory API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (2UL << 0),
    NSPointerFunctionsMallocMemory API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (3UL << 0),       // free() will be called on removal, calloc on copyIn
    NSPointerFunctionsMachVirtualMemory API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (4UL << 0),
    NSPointerFunctionsWeakMemory API_AVAILABLE(macos(10.8), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (5UL << 0),         // uses weak read and write barriers appropriate for ARC
    
    // Personalities are mutually exclusive
    // default is object.  As a special case, 'strong' memory used for Objects will do retain/release under non-GC
    NSPointerFunctionsObjectPersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (0UL << 8),         // use -hash and -isEqual, object description
    NSPointerFunctionsOpaquePersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (1UL << 8),         // use shifted pointer hash and direct equality
    NSPointerFunctionsObjectPointerPersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (2UL << 8),  // use shifted pointer hash and direct equality, object description
    NSPointerFunctionsCStringPersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (3UL << 8),        // use a string hash and strcmp, description assumes UTF-8 contents; recommended for UTF-8 (or ASCII, which is a subset) only cstrings
    NSPointerFunctionsStructPersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (4UL << 8),         // use a memory hash and memcmp (using size function you must set)
    NSPointerFunctionsIntegerPersonality API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (5UL << 8),        // use unshifted value as hash & equality

    NSPointerFunctionsCopyIn API_AVAILABLE(macos(10.5), ios(6.0), watchos(2.0), tvos(9.0)) = (1UL << 16),      // the memory acquire function will be asked to allocate and copy items on input
};

内存相关

NSPointerFunctionsOptions 是一个选项，不同于枚举，选项类型是可以叠加的。这些选项可以分为内存管理、个性判定、拷贝偏好三大类：
NSPointerFunctionsWeakMemory：弱引用，不增加引用计数。元素被释放后变成 NULL，但 count 保持不变。调用 compact 方法后将删除所有 NULL 元素并重新调整大小。对应 ARC 的weak。
NSPointerFunctionsStrongMemory：强引用，引用计数+1。对应 ARC 的 strong。
NSPointerFunctionsOpaqueMemory：不增加引用计数，也不创建弱引用，元素释放后变野指针。对应 ARC 的 unsafe_unretained。
NSPointerFunctionsMallocMemory：移除元素时调用 free() 进行释放，添加时调用 calloc()。不同于上面三种，这种方式适用于元素为普通指针类型的情况。
NSPointerFunctionsMachVirtualMemory：用于 Mach 的虚拟内存管理。

个性判定

相等性判定（即判等）。传统容器都是使用元素的 -isEqual 进行相等性判定。当对 NSArray 调用 indexOfObject 方法时，数组会遍历内部元素，对每个遍历到的元素与输入元素进行 isEqual 对比，直到碰到第一个判定成功（即 isEqual 返回 YES）的元素并返回其索引；若所有元素均判定失败则返回 NSNotFound。
哈希值判定。如使用对象的 Hash 方法是一种哈希值判定方式。常见的 NSSet、NSDictionary 都是使用元素的 Hash 方法获取哈希值，从而决定其索引位置。
描述值判定。如使用对象的 Description 方法是一种描述值判定方式。

拷贝偏好

NSPointerFunctionsCopyIn：添加元素时，实际添加的是元素的拷贝。

传统数组就相当于一个特殊的 NSPointerArray，把它的 options 设成这样：NSPointerFunctionsStrongMemory| NSPointerFunctionsObjectPersonality 即个性判定为 OC 对象，强引用，不进行拷贝。

NSMapTable

NSMapTable 为 NSMutableDictionary 的高阶类型。它与 NSPointerArray 类似，可以指定 NSPointerFunctionsOptions，不同的是 NSMapTable 的 key 和 value 都可以指定 options。
传统字典就相当于一个特殊的 NSMapTable把它的 keyOptions 设成这样：

NSPointerFunctionsStrongMemory|NSPointerFunctionsObjectPersonality|NSPointerFunctionsCopyIn

再把它的 valueOptions 设成这样：

NSPointerFunctionsStrongMemory|NSPointerFunctionsObjectPersonality

NSHashTable

NSHashTable 是 NSMutableSet 的高阶类型，与 NSPointerArray、NSMapTable 一样，可以指定 NSPointerFunctionsOptions

NSCache

NSCache是Foundation框架提供的缓存类的实现，使用方式类似于可变字典，由于NSMutableDictionary的存在，很多人在实现缓存时都会使用可变字典，但这样是具有很多局限性的。我们可以从3个方面理清楚它与NSMutableDictionary的区别：

NSCache集成了多种缓存淘汰策略（虽然官方文档没有明确指出，但从测试结果来看是 LRU 即 Lease Recent Usage)，且发生内存警告时会进行清理）, 保证了 cache 不会占用过多的内存资源。
NSCache是线程安全的。可以从不同的线程中对NSCache进行增删改查操作，而不需要自己对cache加锁。
与NSMutableDictionary不同, NSCache不会对key进行拷贝。

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