HarmonyOS 应用开发之非线性容器

news2024/10/6 18:20:45

非线性容器实现能快速查找的数据结构，其底层通过hash或者红黑树实现，包括HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet、LightWeightMap、LightWeightSet、PlainArray七种。非线性容器中的key及value的类型均满足ECMA标准。

HashMap

HashMap 可用来存储具有关联关系的key-value键值对集合，存储元素中key是唯一的，每个key会对应一个value值。

HashMap依据泛型定义，集合中通过key的hash值确定其存储位置，从而快速找到键值对。HashMap的初始容量大小为16，并支持动态扩容，每次扩容大小为原始容量的2倍。HashMap底层基于HashTable实现，冲突策略采用链地址法。

HashMap和 TreeMap 相比，HashMap依据键的hashCode存取数据，访问速度较快。而TreeMap是有序存取，效率较低。

HashSet 基于HashMap实现。HashMap的输入参数由key、value两个值组成。在HashSet中，只对value对象进行处理。

需要快速存取、删除以及插入键值对数据时，推荐使用HashMap。

HashMap进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过set(key: K, value: V)函数每次在HashMap增加一个键值对。
访问元素通过get(key: K)获取key对应的value值。
访问元素通过keys()返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。
访问元素forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: HashMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)访问整个map的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>迭代器进行数据访问。
修改元素通过replace(key: K, newValue: V)对指定key对应的value值进行修改操作。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: HashMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)对map中元素进行修改操作。
删除元素通过remove(key: K)对map中匹配到的键值对进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个map集合。

HashSet

HashSet 可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

HashSet依据泛型定义，集合中通过value的hash值确定其存储位置，从而快速找到该值。HashSet初始容量大小为16，支持动态扩容，每次扩容大小为原始容量的2倍。value的类型满足ECMA标准中要求的类型。HashSet底层数据结构基于HashTable实现，冲突策略采用链地址法。

HashSet基于 HashMap 实现。在HashSet中，只对value对象进行处理。

HashSet和 TreeSet 相比，HashSet中的数据无序存放，即存放元素的顺序和取出的顺序不一致，而TreeSet是有序存放。它们集合中的元素都不允许重复，但HashSet允许放入null值，TreeSet不建议存放null值，可能会对排序结果产生影响。

可以利用HashSet不重复的特性，当需要不重复的集合或需要去重某个集合的时候使用。

HashSet进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过add(value: T)函数每次在HashSet增加一个值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含set中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含类似键值对的数组，键值都是value。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: HashSet<T>) => void, thisArg?: Object)访问整个set的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>迭代器进行数据访问。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: HashSet<T>) => void, thisArg?: Object)对set中value进行修改操作。
删除元素通过remove(value: T)对set中匹配到的值进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个set集合。

TreeMap

TreeMap 可用来存储具有关联关系的key-value键值对集合，存储元素中key是唯一的，每个key会对应一个value值。

TreeMap依据泛型定义，集合中的key值是有序的，TreeMap的底层是一棵二叉树，可以通过树的二叉查找快速的找到键值对。key的类型满足ECMA标准中要求的类型。TreeMap中的键值是有序存储的。TreeMap底层基于红黑树实现，可以进行快速的插入和删除。

TreeMap和 HashMap 相比，HashMap依据键的hashCode存取数据，访问速度较快。而TreeMap是有序存取，效率较低。

一般需要存储有序键值对的场景，可以使用TreeMap。

TreeMap进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过set(key: K,value: V)函数每次在TreeMap增加一个键值对。
访问元素通过get(key: K)获取key对应的value值。
访问元素通过getFirstKey()获取map中排在首位的key值。
访问元素通过getLastKey()获取map中排在未位的key值。
访问元素通过keys()返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: TreeMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)访问整个map的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>迭代器进行数据访问。
修改元素通过replace(key: K,newValue: V)对指定key对应的value值进行修改操作。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: TreeMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)对map中元素进行修改操作。
删除元素通过remove(key: K)对map中匹配到的键值对进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个map集合。

TreeSet

TreeSet 可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

TreeSet依据泛型定义，集合中的value值是有序的，TreeSet的底层是一棵二叉树，可以通过树的二叉查找快速的找到该value值，value的类型满足ECMA标准中要求的类型。TreeSet中的值是有序存储的。TreeSet底层基于红黑树实现，可以进行快速的插入和删除。

TreeSet基于 TreeMap 实现，在TreeSet中，只对value对象进行处理。TreeSet可用于存储一系列值的集合，元素中value唯一且有序。

TreeSet和 HashSet 相比，HashSet中的数据无序存放，而TreeSet是有序存放。它们集合中的元素都不允许重复，但HashSet允许放入null值，TreeSet不建议存放null值，可能会对排序结果产生影响。

一般需要存储有序集合的场景，可以使用TreeSet。

TreeSet进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过add(value: T)函数每次在TreeSet增加一个值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含set中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含类似键值对的数组，键值都是value。
访问元素通过getFirstValue()获取set中排在首位的value值。
访问元素通过getLastValue()获取set中排在未位的value值。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: TreeSet<T>) => void, thisArg?: Object)访问整个set的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>迭代器进行数据访问。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: TreeSet<T>) => void, thisArg?: Object)对set中value进行修改操作。
删除元素通过remove(value: T)对set中匹配到的值进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个set集合。

LightWeightMap

LightWeightMap 可用来存储具有关联关系的key-value键值对集合，存储元素中key是唯一的，每个key会对应一个value值。LightWeightMap依据泛型定义，采用更加轻量级的结构，底层标识唯一key通过hash实现，其冲突策略为线性探测法。集合中的key值的查找依赖于hash值以及二分查找算法，通过一个数组存储hash值，然后映射到其他数组中的key值以及value值，key的类型满足ECMA标准中要求的类型。

初始默认容量大小为8，每次扩容大小为原始容量的2倍。

LightWeightMap和 HashMap 都是用来存储键值对的集合，LightWeightMap占用内存更小。

当需要存取key-value键值对时，推荐使用占用内存更小的LightWeightMap。

LightWeightMap进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过set(key: K,value: V)函数每次在LightWeightMap增加一个键值对。
访问元素通过get(key: K)获取key对应的value值。
访问元素通过getIndexOfKey(key: K)获取map中指定key的index。
访问元素通过getIndexOfValue(value: V)获取map中指定value出现的第一个的index。
访问元素通过keys()返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。
访问元素通过getKeyAt(index: number)获取指定index对应的key值。
访问元素通过getValueAt(index: number)获取指定index对应的value值。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: LightWeightMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)访问整个map的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>迭代器进行数据访问。
修改元素通过setValueAt(index: number, newValue: V)对指定index对应的value值进行修改操作。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: LightWeightMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)对map中元素进行修改操作。
删除元素通过remove(key: K)对map中匹配到的键值对进行删除操作。
删除元素通过removeAt(index: number)对map中指定index的位置进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个map集合。

LightWeightSet

LightWeightSet 可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

LightWeightSet依据泛型定义，采用更加轻量级的结构，初始默认容量大小为8，每次扩容大小为原始容量的2倍。集合中的value值的查找依赖于hash以及二分查找算法，通过一个数组存储hash值，然后映射到其他数组中的value值，value的类型满足ECMA标准中要求的类型。

LightWeightSet底层标识唯一value基于hash实现，其冲突策略为线性探测法，查找策略基于二分查找法。

LightWeightSet和 HashSet 都是用来存储键值的集合，LightWeightSet的占用内存更小。

当需要存取某个集合或是对某个集合去重时，推荐使用占用内存更小的LightWeightSet。

LightWeightSet进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过add(obj: T)函数每次在LightWeightSet增加一个值。
访问元素通过getIndexOf(key: T)获取对应的index值。
访问元素通过values()返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。
访问元素通过entries()返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。
访问元素通过getValueAt(index: number)获取指定index对应的value值。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: LightWeightSet<T>) => void, thisArg?: Object)访问整个set的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>迭代器进行数据访问。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: LightWeightSet<T>) => void, thisArg?: Object)对set中元素进行修改操作。
删除元素通过remove(key: K)对set中匹配到的键值对进行删除操作。
删除元素通过removeAt(index: number)对set中指定index的位置进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个set集合。

PlainArray

PlainArray 可用来存储具有关联关系的键值对集合，存储元素中key是唯一的，并且对于PlainArray来说，其key的类型为number类型。每个key会对应一个value值，类型依据泛型的定义，PlainArray采用更加轻量级的结构，集合中的key值的查找依赖于二分查找算法，然后映射到其他数组中的value值。

初始默认容量大小为16，每次扩容大小为原始容量的2倍。

PlainArray和 LightWeightMap 都是用来存储键值对，且均采用轻量级结构，但PlainArray的key值类型只能为number类型。

当需要存储key值为number类型的键值对时，可以使用PlainArray。

PlainArray进行增、删、改、查操作的常用API如下：

操作描述
增加元素通过add(key: number,value: T)函数每次在PlainArray增加一个键值对。
访问元素通过get(key: number)获取key对应的value值。
访问元素通过getIndexOfKey(key: number)获取PlainArray中指定key的index。
访问元素通过getIndexOfValue(value: T)获取PlainArray中指定value的index。
访问元素通过getKeyAt(index: number)获取指定index对应的key值。
访问元素通过getValueAt(index: number)获取指定index对应的value值。
访问元素通过forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, PlainArray?: PlainArray<T>) => void, thisArg?: Object)访问整个plainarray的元素。
访问元素通过[Symbol.iterator]():IterableIterator<[number, T]>迭代器进行数据访问。
修改元素通过setValueAt(index:number, value: T)对指定index对应的value值进行修改操作。
修改元素通过forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, PlainArray?: PlainArray<T>) => void, thisArg?: Object)对plainarray中元素进行修改操作。
删除元素通过remove(key: number)对plainarray中匹配到的键值对进行删除操作。
删除元素通过removeAt(index: number)对plainarray中指定index的位置进行删除操作。
删除元素通过removeRangeFrom(index: number, size: number)对plainarray中指定范围内的元素进行删除操作。
删除元素通过clear()清空整个PlainArray集合。

非线性容器的使用

此处列举常用的非线性容器HashMap、TreeMap、LightWeightMap、PlainArray的使用示例，包括导入模块、增加元素、访问元素及修改等操作，示例代码如下所示：

// HashMap
import HashMap from '@ohos.util.HashMap'; // 导入HashMap模块

let hashMap1: HashMap<string, number> = new HashMap();
hashMap1.set('a', 123);
let hashMap2: HashMap<number, number> = new HashMap();
hashMap2.set(4, 123); // 增加元素
console.info(`result: ${hashMap2.hasKey(4)}`); // 判断是否含有某元素
console.info(`result: ${hashMap1.get('a')}`); // 访问元素

// TreeMap
import TreeMap from '@ohos.util.TreeMap'; // 导入TreeMap模块

let treeMap: TreeMap<string, number> = new TreeMap();
treeMap.set('a', 123);
treeMap.set('6', 356); // 增加元素
console.info(`result: ${treeMap.get('a')}`); // 访问元素
console.info(`result: ${treeMap.getFirstKey()}`); // 访问首元素
console.info(`result: ${treeMap.getLastKey()}`); // 访问尾元素

// LightWeightMap
import LightWeightMap from '@ohos.util.LightWeightMap'; // 导入LightWeightMap模块

let lightWeightMap: LightWeightMap<string, number> = new LightWeightMap();
lightWeightMap.set('x', 123);
lightWeightMap.set('8', 356); // 增加元素
console.info(`result: ${lightWeightMap.get('a')}`); // 访问元素
console.info(`result: ${lightWeightMap.get('x')}`); // 访问元素
console.info(`result: ${lightWeightMap.getIndexOfKey('8')}`); // 访问元素

// PlainArray
import PlainArray from '@ohos.util.PlainArray' // 导入PlainArray模块

let plainArray: PlainArray<string> = new PlainArray();
plainArray.add(1, 'sdd');
plainArray.add(2, 'sff'); // 增加元素
console.info(`result: ${plainArray.get(1)}`); // 访问元素
console.info(`result: ${plainArray.getKeyAt(1)}`); // 访问元素

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