NSDictionary实现原理

Posted 2023-02-26

参考技术A NSDictionary（字典）是使用hash表来实现key和value之间的映射和存储的

方法：- (void)setObject:(id)anObject forKey:(id)aKey;

Objective-C中的字典NSDictionary底层其实是一个哈希表

散列表 （ Hash table ，也叫 哈希表 ），是根据关键码值(Key value)而直接进行访问的数据结构。也就是说，它通过把关键码值映射到表中一个位置来访问记录，以加快查找的速度。这个 映射函数 叫做 散列函数 ，存放记录的数组叫做 散列表 。

给定表M，存在函数f(key)，对任意给定的关键字值key，代入函数后若能得到包含该关键字的记录在表中的地址，则称表M为哈希(Hash）表，函数f(key)为哈希(Hash) 函数。

在使用拉链法解决哈希冲突时，每个箱子其实是一个链表，属于同一个箱子的所有键值对都会排列在链表中。

哈希表还有一个重要的属性: 负载因子(load factor) ，它用来衡量哈希表的空/满程度，一定程度上也可以体现查询的效率，计算公式为:

负载因子 = 总键值对数 / 箱子个数

负载因子越大，意味着哈希表越满，越容易导致冲突，性能也就越低。因此，一般来说，当负载因子大于某个常数(可能是 1，或者 0.75 等)时，哈希表将 自动扩容 。

哈希表在自动扩容时，一般会创建两倍于原来个数的箱子，因此即使 key 的哈希值不变，对箱子个数取余的结果也会发生改变，因此所有键值对的存放位置都有可能发生改变，这个过程也称为重哈希(rehash)。

哈希表的扩容并不总是能够有效解决负载因子过大的问题。假设所有 key 的哈希值都一样，那么即使扩容以后他们的位置也不会变化。虽然负载因子会降低，但实际存储在每个箱子中的链表长度并不发生改变，因此也就不能提高哈希表的查询性能。

基于以上总结，哈希表的两个问题:

NSDictionary实现原理-ios哈希hash和isEqual

NSDictionary实现原理-ios哈希hash和isEqual

 

OC中自定义类的NSCopying实现的注意事项(isEqual & hash实现)

http://blog.csdn.net/linshaolie/article/details/41494303

 

iOS开发 之 不要告诉我你真的懂isEqual与hash!

http://m.blog.csdn.net/hx_lei/article/details/53885798

http://www.jianshu.com/p/915356e280fc

 

       NSDictionary（字典）是使用 hash表来实现key和value之间的映射和存储的， hash函数设计的好坏影响着数据的查找访问效率。数据在hash表中分布的越均匀，其访问效率越高。而在Objective-C中，通常都是利用NSString 来作为键值，其内部使用的hash函数也是通过使用 NSString对象作为键值来保证数据的各个节点在hash表中均匀分布。

见NSDictionary中最常用的一个方法原型：

 

[objc] view plain copy

 

1. - (void)setObject:(id)anObject forKey:(id <NSCopying>)aKey;  

 

从这个方法中可以知道， 要作为 Key 值，必须遵循 NSCopying 协议。这是因为在NSDictionary内部，会对 aKey 对象 copy 一份新的。而  anObject 对象在其内部是作为强引用（retain或strong)。

 

既然知道了作为 key 值，必须遵循 NSCopying 协议，说明除了 NSString 对象之外，我们还可以使用其他类型对象来作为 NSDictionary 的 key值。不过这还不够，作为 key 值，该类型还必须继承于 NSObject 并且要重载一下两个方法：

 

[objc] view plain copy

 

1. - (NSUInteger)hash;  

 

[objc] view plain copy

 

1. - (BOOL)isEqual:(id)object;  

 

 

其中，hash 方法是用来计算该对象的 hash 值，最终的 hash 值决定了该对象在 hash 表中存储的位置。我们重写hash方法是因为每向NSDictionary和NSSet中存入一个key-value，字典会先利用即将插入的key的hash和字典中已经存在的所有的key.hash进行比较，最终来决定是新增一个key，还是覆盖原有的key。 但是仅仅使用key.hash比较，有时会出现2个对象hash相同的情况，这时候就需要调用isEqual 方法来最终裁定，2个key对象是否相同。

 

 

OC中自定义类的NSCopying实现的注意事项(isEqual & hash实现)

http://blog.csdn.net/hxmcnu/article/details/52029097

 

在OC中，如果自定义类，则要考虑赋值、持久化保存、保存到其它容器中等各种情况的对象复制和比较，下面是一个比较全面的自定义例子，在此仅作记录：

自定义类：

KeyValuePairs.h：

 

[objc] view plain copy

 

1. #import <Foundation/Foundation.h>  
2.   
3. @interface KeyValuePairs: NSObject <NSCopying>  
4. @property (nonatomic,strong)NSString *identifier;  
5. @property (nonatomic,strong)NSString *name;  
6.   
7. @end  

KeyValuePairs.m：

 

[objc] view plain copy

 

1. #import "KeyValuePairs.h"  
2.   
3. @implementation KeyValuePairs  
4.   
5. - (id)copyWithZone:(NSZone *)zone  
6. {  
7.     KeyValuePairs *kvp = [[[self class] allocWithZone:zone] init];  
8.     kvp.identifier = self.identifier;  
9.     kvp.name = self.name;  
10.     return kvp;  
11. }  
12.   
13. - (BOOL)isEqualToKeyValuePairs:(KeyValuePairs *)kvp{  
14.     if (!kvp) {  
15.         return NO;  
16.     }  
17.     BOOL haveEqualName = (!self.name && !kvp.name) || [self.name isEqualToString:kvp.name];  
18.     BOOL haveEqualIdentifier = (!self.identifier && !kvp.identifier) || [self.identifier isEqualToString:kvp.identifier];  
19.       
20.     return haveEqualName && haveEqualIdentifier;  
21. }  
22.   
23. #pragma mark -NSObject  
24. -(BOOL)isEqual:(id)object{  
25.     if (self == object) {  
26.         return YES;  
27.     }  
28.     if (![object isKindOfClass:[KeyValuePairs class]]) {  
29.         return NO;  
30.     }  
31.     return [self isEqualToKeyValuePairs:(KeyValuePairs *)object];  
32. }  
33.   
34. - (NSUInteger)hash {  
35.     return [self.name hash] ^ [self.identifier hash];  
36. }  
37.   
38. @end  

 

 

测试：

 

[objc] view plain copy

 

1. NSMutableDictionary *namesWillUpdateDic = [[NSMutableDictionary alloc] init];  
2. NSMutableArray *names = [[NSMutableArray alloc] init];  
3. for (int i = 0; i<1000; i++) {  
4.     NSString *name = [NSString stringWithFormat:@"%d_zhangsan",i];  
5.     NSString *identifier = [NSString stringWithFormat:@"%d_identifier",i];  
6.     NSString *strObj = [NSString stringWithFormat:@"%d_strObj",i];  
7.     KeyValuePairs *kvp = [[KeyValuePairs alloc] init];  
8.     kvp.identifier = identifier;  
9.     kvp.name = name;  
10.     [namesWillUpdateDic setObject:strObj forKey:kvp];  
11.     [names addObject:kvp];  
12. }  
13.   
14. for (int j = 0; j<1000; j++) {  
15.     int index = arc4random()%1000;  
16.     KeyValuePairs *kvp = [names objectAtIndex:index];  
17.     NSString *strObj = [namesWillUpdateDic objectForKey:kvp];  
18.     NSString *msg = [NSString stringWithFormat:@"index:%d,identifier:%@,email:%@,strObj:%@",index,kvp.identifier,kvp.name,strObj];  
19.     NSLog(@"%@",msg);  
20. }  

 

 

 

注意：

1、自定义类为什么一定要实现NSCopying协议呢？这是因为通过key-value把2个对象加入到字典中，字典会对key进行copy一份的操作，而对value对象进行retain操作，如果自定义的类不实现copy协议，那么就不能作为字典的key对象使用。

2、如果自定义类不重写isEqual则默认使用内存地址比较两个对象，可能会出现意想不到的结果

3、isEqual和hash方法要同时重写，否则isEqual方法判断将不正确