iOS 集合的內部存儲結構

前言

筆者最近看到兩道iOS筆試題目，當時就呆住了。

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int *ptr = (int *)(&a + 1);
    NSLog(@"a的地址 : %p", a);
    NSLog(@"a + 4 的地址: %p", a + 4);
    NSLog(@"ptr - 1 的地址 : %p", ptr - 1);
    NSLog(@"a + 1 的值 ： %d", *(a + 1));
    NSLog(@"p - 1 的值 ： %d", *(ptr - 1));
複製代碼

在C語言中，a和a[0]指向同一個地址。因此不難理解 a[1]的地址比a[0](即a）大了4。

聲明瞭a[5]，存儲類型爲int。因此數組a的大小也肯定了，爲(5 * 4)。因此假設a地址爲0,ptr的地址是21。因爲p指針指向類型爲int，因此(p - 1)理所固然也指向a[4]。

對於動態數組，則須要藉助數據結構來實現。

因而筆者對iOS集合怎麼存儲提起了興趣。

測試一遍，發現結果爲23。感慨一句，NSSet到底是怎麼存儲的。

開始前，先提一句，集合中不能存儲基本數據類型，將保持與元素對象的強引用關係。

NSArray 和 NSMutableArray

NSArray : A static ordered collection of objects. NSMutableArray : A dynamic ordered collection of objects.

和C不同，OC是門面向對象的語言。*array，固然指向數組對象的地址，而不是array[0]。換句話說，array和array[0]並不指向同一地方。那麼array[0]、array[1]、array[2]是怎麼找到該對象的，或者說怎麼存儲的呢？

因而筆者打下如下代碼，發現取不到array[0]返回的指針地址。也想不出來怎麼取。

因而查閱到兩篇大牛寫的文章，CFArray 的歷史淵源及實現原理和NSMutableArray原理揭露

在修改元素的操做中，CFArray 也略顯得暴力一些，先對數組進行大塊的分區操做，再按照順序填充數據，組合成爲一塊新的雙端隊列

簡單地說（筆者看得不怎麼懂，若是有誤，歡迎指出），數組的數據結構是雙端隊列，_size表示數組空間，_used表示多少個元素,_offset表示a[0]的偏移量。因此中間位置的操做會慢於兩端。

如圖，相似緩衝區嵌套 map 表。

當不夠容量時，擴容，修改_size，在緩衝區中標記下一塊內容頭地址在哪。有趣的是,_size只能增大，不會縮小。

NSSet 和 NSMutableSet

Set 和 Array的區別在於Set無序且沒有重複元素。

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先來看Set是怎麼判斷重複元素的。

Set對元素是否重複的判斷在於兩個方法，- (NSUInteger)hash和- (BOOL)isEqual:(id)object。iOS開發 之 不要告訴我你真的懂isEqual與hash!

在《Effective Objective-C 2.0》第8條:理解「對象等同性」提到：

根據等同性約定：若兩對象相等，則其哈希碼(hash)也相等，可是兩個哈希碼相同的對象卻未必相等。

若是沒有重寫這兩個方法，默認只比較指針值是否相等。

因此上面的筆試題中，Person沒有重寫這兩個方法。指針person2指向person1，因此被加到NSSet時，被當成同一個元素。而且person2.age修改成2，person1.age同理。因此最終輸出應該是23。

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那麼Set存儲結構是怎麼樣的呢？

從上面咱們能夠看出，Set採用哈希表存儲，運用散列算法。因此元素在內存中是不連續的。

NSDictionary 和 NSMutableDictionary

NSDictionary :A static collection of objects associated with unique keys. NSMutableDictionary: A dynamic collection of objects associated with unique keys.

又是一篇筆者看不怎麼懂的文章NSDictionary 內部結構、實現原理。

NSDictionary的結構是鏈地址哈希表。