NSPointerArray & NSMapTable & NSHashTable

简介

开发中经常使用的集合类型有 NSArray、NSDictionary、NSSet，这三种集合类型可以解决大部分需求场景，但如果涉及到弱引用集合类、NSCopying 相关问题，则对应可以使用 NSPointerArray、NSMapTable、NSHashTable。

对应关系

NSPointerArray 对应 NSArray、NSMutableArray

NSMapTable 对应 NSDictionary、NSMutableDictionary

NSHashTable 对应 NSSet、NSMutableSet

特点

1.NSPointerArray、NSMapTable、NSHashTable 三者都是可变类型，没有不可变的父类

2.在添加元素时，无须判空，可以直接添加 NULL、nil 等空值，见下方示例代码：

示例代码：

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    NSPointerArray *pointerArray = [[NSPointerArray alloc] init];
    [pointerArray addPointer:nil];
    [pointerArray addPointer:NULL];

    NSMapTable *mapTable = [[NSMapTable alloc] init];
    [mapTable setObject:NULL forKey:NULL];

    NSHashTable *hashTable = [[NSHashTable alloc] init];
    [hashTable addObject:NULL];
    
    NSLog(@"\n\npointerArray = %@count = %ld\n\nmapTable = %@count = %ld\n\nhashTable = %@count = %ld", pointerArray,pointerArray.count, mapTable,mapTable.count, hashTable, hashTable.count);

打印：

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pointerArray = <NSConcretePointerArray: 0x600001d50460>count = 2

mapTable = NSMapTable {
}
count = 0

hashTable = NSHashTable {
}
count = 0

3.三者都拥有初始化方法 `- (instancetype)initWithOptions:(NSPointerFunctionsOptions)options`，参数 options 代表其所支持的放入对象的指针管理选项：

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    NSPointerArray *pointerArray = [[NSPointerArray alloc] initWithOptions:<#(NSPointerFunctionsOptions)#>];
    NSMapTable *mapTable = [[NSMapTable alloc] initWithKeyOptions:<#(NSPointerFunctionsOptions)#> valueOptions:<#(NSPointerFunctionsOptions)#> capacity:<#(NSUInteger)#>];
    NSHashTable *hashTable = [[NSHashTable alloc] initWithOptions:<#(NSPointerFunctionsOptions)#> capacity:<#(NSUInteger)#>];

options 值：

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typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, NSPointerFunctionsOptions) {
	// 每种类别的选项互斥，只能每种类别选择一个
    // Memory Options（内存语义管理选项）
    NSPointerFunctionsStrongMemory, // 和 strong 一样，默认
    NSPointerFunctionsZeroingWeakMemory, // 已废弃，在 GC 下，弱引用指针，防止悬挂指针
    NSPointerFunctionsOpaqueMemory, // 在指针去除时不做任何动作
    NSPointerFunctionsMallocMemory, // 去除时调用 free() , 加入时 calloc()
    NSPointerFunctionsMachVirtualMemory, // 使用可执行文件的虚拟内存
    NSPointerFunctionsWeakMemory, // 和 weak 一样
    
    // Personaility Options(对象处理选项-如何进行哈希算法，判定等同性，描述)
    NSPointerFunctionsObjectPersonality, // 使用 NSObject 的 hash、isEqual、description，默认
    NSPointerFunctionsOpaquePersonality, // 使用偏移后指针，进行 hash 和直接比较等同性
    NSPointerFunctionsObjectPointerPersonality, // 和上一个相同，多了 description 方法
    NSPointerFunctionsCStringPersonality, // 使用 c 字符串的 hash 和 strcmp 比较，%s 作为 decription
    NSPointerFunctionsStructPersonality, // 使用内存的 hash 和 memcmp
    NSPointerFunctionsIntegerPersonality, // 使用偏移量作为 hash 和等同性判断

    // Copy Options（对象拷贝选项）
    NSPointerFunctionsCopyIn, // 通过 NSCopying 方法，复制后存入
};

由上述可知，当我们选择 NSPointerFunctionsWeakMemory 时，属于弱引用。

4.NSMapTable 的 key 无须遵守 NSCopying 协议

我们在使用 NSDcitionary 时，可以看到 key 的类型遵守了 NSCopying 协议，因为 value 是根据 key 值来查找的，因此 key 值不可改变，为了保证这个特性所以使用了 NSCopying 协议。总结来说，NSDcitionary 的映射关系是 object : string，而 NSMapTabTable 的映射关系是 object : object 。

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NSDictionary dictionaryWithObject:<#(nonnull ObjectType)#> forKey:<#(nonnull id<NSCopying>)#>

可以看个例子：

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	NSObject *a1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *a2 = [[NSObject alloc] init];
    
    NSObject *b1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *b2 = [[NSObject alloc] init];

    NSDictionary *dict = @{a1:b1,a2:b2};
    NSLog(@"%@", dict);

上述代码会报错：-[NSObject copyWithZone:]: unrecognized selector sent to instance 0x600000998180，因为它的 key 是 NSObject 类型，没有遵守 NSCopying 协议；

而我们使用 NSMapTabTable 来处理这种场景时，就不会有什么问题：

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    NSObject *a1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *a2 = [[NSObject alloc] init];
    
    NSObject *b1 = [[NSObject alloc] init];
    NSObject *b2 = [[NSObject alloc] init];

    NSMapTable *table = [[NSMapTable alloc] initWithKeyOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory valueOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory capacity:2];
    [table setObject:b1 forKey:a1];
    [table setObject:b2 forKey:a2];
    NSLog(@"table:%@", table);

打印结果：

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table:NSMapTable {
[10] <NSObject: 0x600001fe4180> -> <NSObject: 0x600001fe41f0>
[11] <NSObject: 0x600001fe4200> -> <NSObject: 0x600001fe41e0>
}

5.NSPointerArray、NSMapTable、NSHashTable 在 `add..` 时性能欠佳

具体可以参考 NSArray, NSSet, NSOrderedSet, and NSDictionary。

6.API 提供相对较少

这个可以直接到相关 API 中去查看，比如 NSPointerArray 并没有提供 sort、contain 等 API。

总结

基于 NSPointerArray、NSMapTable、NSHashTable 三者的特点，可以做一些 NSArray、NSDictionary、NSSet 无法做到的事情，比如弱引用、或者存储键值对 key 值非 string 类型的对象等等，但鉴于三者在 add 元素时性能较差，以及相对可用的 API 也相对较少，还是要谨慎使用。我目前了解到的是一般第三方库会使用的较多，比如 SDWebImage、IGListKit、YYText 等等，当然项目里也会使用，但使用相对较少，主要还是使用 NSArray、NSDictionary、NSSet 这些。

参考文献：

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