iOS - OC字典底层实现模拟(数组+链表)

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具体代码 ： https://github.com/coderMyy/MYDictionary

OC中的字典实际上为一个数组 ， 数组中的每个元素同样为一个链表实现的数组 ，也就是数组中套数组。

为什么要这么设计 ？

原因有二：
1. 每个对象创建时，都默认生成一个hashCode ,也就是一个经过哈希算法生成的一串数字 。当利用key去取字典中的value时，若是使用遍历或者二分查找等方法，效率都相对较低 ，于是出现了根据每个key生成的hashCode将该键值对放到hashCode对应的数组中的指定位置，这样当用key去取值时，便不必遍历去获取，即可以根据hashCode直接取出。
2. hashCode数字过大，或许会经过取余生成一个较小的数字，假如是对999取余，那么得到的结果始终处于0-999之间。但是，这样做的弊端在于取余所得到的值，可能是相同的，这样可能导致完全不相干的键值对被新的键值对（取余后值key相等）所覆盖。于是出现了数组中套链表实现的数组。这样，key值取余得到值相等的键值对，都将保存在同一个链表数组中，当查找key对应的值时，首先获取到该链表数组，然后遍历该数组，取正确的key所对应的值即可。

具体代码如下：

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链表实现的数组

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MYLinkedArray : NSObject

@property (assign , nonatomic) NSUInteger size; //数组长度


- (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;  //获取指定位置的值

+ (instancetype)array; //数组初始化

@end

@interface Node : NSObject

@property (strong , nonatomic) Node *previous; //上个节点

@property (strong , nonatomic) Node *next; //下个节点

@property (strong , nonatomic) id content; //当前节点内容

@end

. m文件

#import "MYLinkedArray.h"

@interface MYLinkedArray ()

@property (nonatomic, strong) Node *first; //首个节点

@property (nonatomic, strong) Node *last; //最后节点    

@end

@implementation MYLinkedArray

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

    if (!obj) return;
    _size ++ ;

    Node *node = [[Node alloc]init];
    //首个节点为空
    if (!_first) {
        _first = node;
        _last  = node;
        node.previous = nil;
        node.next     = nil;
        node.content  = obj;
        return;
    }

   //数组中有值
    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]; //移除节点

            break;
        }
    }
}


//根据索引移除元素
- (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]; //移除节点

            break;
        }
        tmpNode   = tmpNode.next;
    }
}


//获取指定索引元素
- (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
{
    //连接上下节点
    Node *preNode     = node.previous;
    Node *nextNode    = node.next;
    preNode.next      = nextNode;
    nextNode.previous = preNode;
    node.content      = nil; //清空被移除节点内容
    _size -- ;//长度更新
}


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


@end



@implementation Node



@end

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自定义的字典类

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface MYDictionary : NSObject

+ (instancetype)dictionary;

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

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

@end

. 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];
}

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


//赋值
- (void)setValue:(id)value forkey:(NSString *)key
{
    //获取hashCode
    NSUInteger hash        = key.hash;
    //默认一个对象占用8个字节
    NSUInteger realCode    = hash%(sizeof(_keyValues)/8);

    MYLinkedArray *linkArr = _keyValues[realCode];
    if (linkArr) { //如果存在链表数组

        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; //重新赋值value
                return;
            }
        }

        //创建新的键值对存储
        KeyValueCache *newKeyValue  = [KeyValueCache key:key value:value];
        [linkArr addObject:newKeyValue];

    }else{ //不存在链表数组

        //创建新的链表数组
        MYLinkedArray *newLinkArray = [MYLinkedArray array];
        KeyValueCache *newKeyValue  = [KeyValueCache key:key value:value];
        [newLinkArray addObject:newKeyValue];
        _keyValues[realCode]        = newLinkArray;
    }
}


//根据键取值
- (id)valueForKey:(NSString *)key
{
    if (!key.length) return nil;

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

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

        //遍历链表，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

最终实验结果：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];

    MYDictionary *dict = [MYDictionary dictionary];
    [dict setValue:@"哈哈" forkey:@"孟"];
    [dict setValue:@"你好" forkey:@"孟"];
    [dict setValue:@123456 forkey:@"数字"];
    NSLog(@"%@",[dict valueForKey:@"孟"]);
    NSLog(@"%@",[dict valueForKey:@"数字"]);
}

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成功自定义了一个字典.