iOS - OC字典底層實現模擬(數組+鏈表)

爲什麼要這麼設計 ?

原因有二: 
1. 每個對象創建時,都默認生成一個hashCode ,也就是一個經過哈希算法生成的一串數字 。當利用key去取字典中的value時,若是使用遍歷或者二分查找等方法,效率都相對較低 ,於是出現了根據每個key生成的hashCode將該鍵值對放到hashCode對應的數組中的指定位置,這樣當用key去取值時,便不必遍歷去獲取,即可以根據hashCode直接取出。 
2. hashCode數字過大,或許會經過取餘生成一個較小的數字,假如是對999取餘,那麼得到的結果始終處於0-999之間。但是,這樣做的弊端在於取餘所得到的值,可能是相同的,這樣可能導致完全不相干的鍵值對被新的鍵值對(取餘後值key相等)所覆蓋。於是出現了數組中套鏈表實現的數組。這樣,key值取餘得到值相等的鍵值對,都將保存在同一個鏈表數組中,當查找key對應的值時,首先獲取到該鏈表數組,然後遍歷該數組,取正確的key所對應的值即可。

具體代碼如下:


鏈表實現的數組

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MYLinkedArray : NSObject

@property (assign , nonatomic) NSUInteger size; //數組長度


- (void)addObject:(NSObject *)obj; //添加元素

- (void)remove:(NSObject *)obj; //移除指定元素

- (void)removeAtIndex:(NSInteger)index; //移除指定索引元素

- (NSObject *)objectAtIndex:(NSInteger)index;  //獲取指定位置的值

+ (instancetype)array; //數組初始化

@end

@interface Node : NSObject

@property (strong , nonatomic) Node *previous; //上個節點

@property (strong , nonatomic) Node *next; //下個節點

@property (strong , nonatomic) id content; //當前節點內容

@end
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#import "MYLinkedArray.h"

@interface MYLinkedArray ()

@property (nonatomic, strong) Node *first; //首個節點

@property (nonatomic, strong) Node *last; //最後節點    

@end

@implementation MYLinkedArray

//添加元素
- (void)addObject:(NSObject *)obj
{

    if (!obj) return;
    _size ++ ;

    Node *node = [[Node alloc]init];
    //首個節點爲空
    if (!_first) {
        _first = node;
        _last  = node;
        node.previous = nil;
        node.next     = nil;
        node.content  = obj;
        return;
    }

   //數組中有值
    node.previous = _last;
    node.next     = nil;
    node.content  = obj;
    _last         = node;
    _last.next    = node;   
}


//移除元素
- (void)remove:(NSObject *)obj
{
    if (!obj||!_size) return;

    Node *tmpNode = _first;

    for (NSInteger index = 0; index < _size; index ++) {

        if ([tmpNode.content isEqual:obj]) {

            [self removeNode:tmpNode]; //移除節點

            break;
        }
    }
}


//根據索引移除元素
- (void)removeAtIndex:(NSInteger)index
{

    if (index<0||index>=_size) return;

    Node *tmpNode = _first;

    for (NSInteger i = 0; i < _size; i ++) {

        if (i == index) {

            [self removeNode:tmpNode]; //移除節點

            break;
        }
        tmpNode   = tmpNode.next;
    }
}


//獲取指定索引元素
- (NSObject *)objectAtIndex:(NSInteger)index
{
    if (index<0||index>=_size) return nil;

    Node *tmpNode = _first;

    for (NSInteger i = 0; i < _size; i ++) {

        if (i == index) {

            return tmpNode.content;
        }
        tmpNode   = tmpNode.next;
    }
    return nil;
}


//私有
- (void)removeNode:(Node *)node
{
    //連接上下節點
    Node *preNode     = node.previous;
    Node *nextNode    = node.next;
    preNode.next      = nextNode;
    nextNode.previous = preNode;
    node.content      = nil; //清空被移除節點內容
    _size -- ;//長度更新
}


//構造方法
+ (instancetype)array
{
    return [[self alloc]init];
}


@end



@implementation Node



@end
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自定義的字典類

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MYDictionary : NSObject

+ (instancetype)dictionary;

- (void)setValue:(id)value forkey:(NSString *)key;

- (id)valueForKey:(NSString *)key;

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. m文件

#import "MYDictionary.h"
#import "MYLinkedArray.h"

@interface KeyValueCache : NSObject

@property (nonatomic, strong) NSString *key;

@property (nonatomic, strong) id  value;

@end

@implementation KeyValueCache

+ (instancetype)key:(NSString *)key value:(id)value
{
    KeyValueCache *model = [[self alloc]init];

    model.key   = key;
    model.value = value;

    return model;
}

@end




@interface MYDictionary ()

@end

@implementation MYDictionary
{
    MYLinkedArray *_keyValues[999];
}

//構造方法
+ (instancetype)dictionary
{
    return [[self alloc]init];
}


//賦值
- (void)setValue:(id)value forkey:(NSString *)key
{
    //獲取hashCode
    NSUInteger hash        = key.hash;
    //默認一個對象佔用8個字節
    NSUInteger realCode    = hash%(sizeof(_keyValues)/8);

    MYLinkedArray *linkArr = _keyValues[realCode];
    if (linkArr) { //如果存在鏈表數組

        for (NSInteger index = 0; index < linkArr.size; index ++) {

            KeyValueCache *keyValue = (KeyValueCache *)[linkArr objectAtIndex:index];
            if ([keyValue.key isEqualToString:key]) { //如果存在相同的Key ,更新value
                keyValue.value = value; //重新賦值value
                return;
            }
        }

        //創建新的鍵值對存儲
        KeyValueCache *newKeyValue  = [KeyValueCache key:key value:value];
        [linkArr addObject:newKeyValue];

    }else{ //不存在鏈表數組

        //創建新的鏈表數組
        MYLinkedArray *newLinkArray = [MYLinkedArray array];
        KeyValueCache *newKeyValue  = [KeyValueCache key:key value:value];
        [newLinkArray addObject:newKeyValue];
        _keyValues[realCode]        = newLinkArray;
    }
}


//根據鍵取值
- (id)valueForKey:(NSString *)key
{
    if (!key.length) return nil;

    //獲取hashCode
    NSUInteger hash        = key.hash;
    NSUInteger realCode    = hash%(sizeof(_keyValues)/8);

    MYLinkedArray *linkArr = _keyValues[realCode];
    if (linkArr) {

        //遍歷鏈表,取出value
        for (NSInteger index = 0; index < linkArr.size; index ++) {

            KeyValueCache *keyvalue = (KeyValueCache *)[linkArr objectAtIndex:index];
            if ([keyvalue.key isEqualToString:key]) {

                return keyvalue.value;
            }
        }
    }

    return nil;
}


@end
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最終實驗結果:

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    MYDictionary *dict = [MYDictionary dictionary];
    [dict setValue:@"哈哈" forkey:@"孟"];
    [dict setValue:@"你好" forkey:@"孟"];
    [dict setValue:@123456 forkey:@"數字"];
    NSLog(@"%@",[dict valueForKey:@"孟"]);
    NSLog(@"%@",[dict valueForKey:@"數字"]);
}
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成功自定義了一個字典.

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