NSDictionary实现原理
字典原理
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
哈希原理
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。
哈希概念:哈希表的本质是一个数组,数组中每一个元素称为一个箱子(bin),箱子中存放的是键值对。
哈希存储过程
1.根据 key 计算出它的哈希值 h。
2.假设箱子的个数为 n,那么这个键值对应该放在第 (h % n) 个箱子中。
3.如果该箱子中已经有了键值对,就使用开放寻址法或者拉链法解决冲突。
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: