容器類(lèi)，顧名思義就是存儲(chǔ)的類(lèi)，用于存儲(chǔ)各種數(shù)據(jù)類(lèi)型的元素，并具備一系列處理數(shù)據(jù)元素的方法。在 ArkUI 開(kāi)發(fā)框架中，容器類(lèi)采用了類(lèi)似靜態(tài)的語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，并通過(guò) NAPI 框架對(duì)外提供。通過(guò)對(duì)存儲(chǔ)位置以及屬性的限制，讓每種類(lèi)型的數(shù)據(jù)都能在完成自身功能的基礎(chǔ)上剪除冗余分支，保證了數(shù)據(jù)的高效訪(fǎng)問(wèn)，提升了應(yīng)用的性能。本期，我們將為大家介紹 ArkUI 開(kāi)發(fā)框架中容器類(lèi)的各種類(lèi)型以及相關(guān) API 的使用。

容器類(lèi)API介紹

1.1線(xiàn)性容器類(lèi)

線(xiàn)性容器類(lèi)底層主要通過(guò)數(shù)組實(shí)現(xiàn)，包括 ArrayList、Vector、List、LinkedList、Deque、Queue、Stack 七種。線(xiàn)性容器類(lèi) API，充分考慮了數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)的速度，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行時(shí)（Runtime）通過(guò)一條指令就可以完成增刪改查等操作。

1.1.1 ArrayList

ArrayList 即動(dòng)態(tài)數(shù)組，可用來(lái)構(gòu)造全局的數(shù)組對(duì)象。ArrayList 依據(jù)泛型定義，要求存儲(chǔ)位置是一片連續(xù)的內(nèi)存空間，初始容量大小為 10，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 1.5 倍。ArrayList 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.2 Vector

Vector 是指連續(xù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，可用來(lái)構(gòu)造全局的數(shù)組對(duì)象。Vector 依據(jù)泛型定義，要求存儲(chǔ)位置是一片連續(xù)的內(nèi)存空間，初始容量大小為 10，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的2倍。

由于 Vector 擴(kuò)容速度高于 ArrayList，所以適用于數(shù)據(jù)添加比較頻繁的場(chǎng)景。Vector 在支持操作符訪(fǎng)問(wèn)的基礎(chǔ)上，還增加了 get/set 接口，提供更為完善的校驗(yàn)及容錯(cuò)機(jī)制，滿(mǎn)足用戶(hù)不同場(chǎng)景下的需求。Vector 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.3 List

List 可用來(lái)構(gòu)造一個(gè)單向鏈表對(duì)象，即只能通過(guò)頭結(jié)點(diǎn)開(kāi)始訪(fǎng)問(wèn)到尾節(jié)點(diǎn)。List 依據(jù)泛型定義，在內(nèi)存中的存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的。

可以通過(guò) get/set 等接口對(duì)存儲(chǔ)的元素進(jìn)行修改，List 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.4 LinkedList

LinkedList 可用來(lái)構(gòu)造一個(gè)雙向鏈表對(duì)象，可以在某一節(jié)點(diǎn)向前或者向后遍歷 List。LinkedList 依據(jù)泛型定義，在內(nèi)存中的存儲(chǔ)位置可以是不連續(xù)的。

可以通過(guò) get/set 等接口對(duì)存儲(chǔ)的元素進(jìn)行修改，LinkedList 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.5 Queue

Queue 可用來(lái)構(gòu)造隊(duì)列對(duì)象，存儲(chǔ)元素遵循先進(jìn)先出的規(guī)則。Queue 依據(jù)泛型定義，要求存儲(chǔ)位置是一片連續(xù)的內(nèi)存空間，初始容量大小為 8，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。Queue 底層采用循環(huán)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，入隊(duì)及出隊(duì)操作效率都比較高。Queue 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.6 Deque

Deque 可用來(lái)構(gòu)造雙端隊(duì)列對(duì)象，存儲(chǔ)元素遵循先進(jìn)先出的規(guī)則，雙端隊(duì)列可以分別從對(duì)頭或者隊(duì)尾進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。Deque 依據(jù)泛型定義，要求存儲(chǔ)位置是一片連續(xù)的內(nèi)存空間，其初始容量大小為 8，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。Deque 底層采用循環(huán)隊(duì)列實(shí)現(xiàn)，入隊(duì)及出隊(duì)操作效率都比較高。Deque 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.1.7 Stack

Stack 可用來(lái)構(gòu)造棧對(duì)象，存儲(chǔ)元素遵循后進(jìn)先出的規(guī)則。Stack 依據(jù)泛型定義，要求存儲(chǔ)位置是一片連續(xù)的內(nèi)存空間，初始容量大小為 8，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 1.5 倍。Stack 底層基于數(shù)組實(shí)現(xiàn)，入棧出棧均從數(shù)組的一端操作，Stack 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2非線(xiàn)性容器類(lèi)

非線(xiàn)性容器類(lèi)底層通過(guò) hash 或者紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)，包括 HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet、LightWeightMap、LightWeightSet、PlainArray 七種。非線(xiàn)性容器類(lèi)中的 key 及 value 的類(lèi)型均滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.1 HashMap

HashMap 可用來(lái)存儲(chǔ)具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的 key-value 鍵值對(duì)集合，存儲(chǔ)元素中 key 是唯一的，每個(gè) key 會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè) value 值。HashMap 依據(jù)泛型定義，集合中通過(guò) key 的 hash 值確定其存儲(chǔ)位置，從而快速找到鍵值對(duì)。HashMap 的初始容量大小為 16，并支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。HashMap 底層基于 HashTable 實(shí)現(xiàn)，沖突策略采用鏈地址法。HashMap 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.2 HashSet

HashSet 可用來(lái)存儲(chǔ)一系列值的集合，存儲(chǔ)元素中 value 是唯一的。依據(jù)泛型定義。集合中通過(guò) value 的 hash 值確定其存儲(chǔ)位置，從而快速找到該值。HashSet 初始容量大小為 16，支持動(dòng)態(tài)擴(kuò)容，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。value 的類(lèi)型滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)中要求的類(lèi)型。HashSet 底層基于 HashTable 實(shí)現(xiàn)，沖突策略采用鏈地址法。HashSet 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.3 TreeMap

TreeMap 可用來(lái)存儲(chǔ)具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的 key-value 鍵值對(duì)集合，存儲(chǔ)元素中 key 是唯一的，每個(gè) key 會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè) value 值。TreeMap 依據(jù)泛型定義，集合中的 key 值是有序的，TreeMap 的底層是一棵二叉樹(shù)，可以通過(guò)樹(shù)的二叉查找快速地找到鍵值對(duì)。key 的類(lèi)型滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)中要求的類(lèi)型。TreeMap 中的鍵值是有序存儲(chǔ)的。TreeMap 底層基于紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)，可以進(jìn)行快速地插入和刪除。TreeMap 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.4 TreeSet

TreeSet 可用來(lái)存儲(chǔ)一系列值的集合，存儲(chǔ)元素中 value 是唯一的。TreeSet 依據(jù)泛型定義，集合中的 value 值是有序的，TreeSet 的底層是一棵二叉樹(shù)，可以通過(guò)樹(shù)的二叉查找快速地找到該 value 值，value 的類(lèi)型滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)中要求的類(lèi)型。TreeSet 中的值是有序存儲(chǔ)的。TreeSet 底層基于紅黑樹(shù)實(shí)現(xiàn)，可以進(jìn)行快速地插入和刪除。TreeSet 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.5 LightWeightMap

LigthWeightMap 可用來(lái)存儲(chǔ)具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的 key-value 鍵值對(duì)集合，存儲(chǔ)元素中 key 是唯一的，每個(gè) key 會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè) value 值。LigthWeightMap 依據(jù)泛型定義，采用更加輕量級(jí)的結(jié)構(gòu)，集合中的 key 值的查找依賴(lài)于 hash 值以及二分查找算法，通過(guò)一個(gè)數(shù)組存儲(chǔ) hash 值，然后映射到其他數(shù)組中的 key 值以及 value 值，key 的類(lèi)型滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)中要求的類(lèi)型。

初始默認(rèn)容量大小為 8，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。LigthWeightMap 底層標(biāo)識(shí)唯一 key 通過(guò) hash 實(shí)現(xiàn)，其沖突策略為線(xiàn)性探測(cè)法，查找策略基于二分查找法。LigthWeightMap 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.6 LightWeightSet

LigthWeightSet 可用來(lái)存儲(chǔ)一系列值的集合，存儲(chǔ)元素中 value 是唯一的。LigthWeightSet 依據(jù)泛型定義，采用更加輕量級(jí)的結(jié)構(gòu)，初始默認(rèn)容量大小為 8，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。集合中的 value 值的查找依賴(lài)于 hash 以及二分查找算法，通過(guò)一個(gè)數(shù)組存儲(chǔ) hash 值，然后映射到其他數(shù)組中的 value 值，value 的類(lèi)型滿(mǎn)足 ECMA 標(biāo)準(zhǔn)中要求的類(lèi)型。

LigthWeightSet 底層標(biāo)識(shí)唯一 value 基于 hash 實(shí)現(xiàn)，其沖突策略為線(xiàn)性探測(cè)法，查找策略基于二分查找法。LigthWeightSet 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

1.2.7 PlainArray

PlainArray 可用來(lái)存儲(chǔ)具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的鍵值對(duì)集合，存儲(chǔ)元素中 key 是唯一的，并且對(duì)于 PlainArray 來(lái)說(shuō)，其 key 的類(lèi)型為 number 類(lèi)型。每個(gè) key 會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè) value 值，類(lèi)型依據(jù)泛型的定義，PlainArray 采用更加輕量級(jí)的結(jié)構(gòu)，集合中的 key 值的查找依賴(lài)于二分查找算法，然后映射到其他數(shù)組中的 value 值。

初始默認(rèn)容量大小為 16，每次擴(kuò)容大小為原始容量的 2 倍。PlainArray 的查找策略基于二分查找法。PlainArray 進(jìn)行增、刪、改、查操作的相關(guān) API 如下：

容器類(lèi)的實(shí)現(xiàn)

下面我們將以 ArrayList 為例，為大家介紹，容器類(lèi)的實(shí)現(xiàn)。包括容器類(lèi)的初始化、容器類(lèi)的接口調(diào)用、容器類(lèi)對(duì)象模型的構(gòu)建以及攔截器處理。

2.1 容器類(lèi)初始化

在 ArkUI 開(kāi)發(fā)框架中，通過(guò) NAPI 的統(tǒng)一框架對(duì)外層提供容器類(lèi)。下面，我們將以 ArrayList 為例，介紹基于 NAPI 的容器類(lèi)的加載。如下圖所示，是容器類(lèi)初始化流程，在 NAPI 加載的過(guò)程中，會(huì)通過(guò) ArkPrivate.Load 接口加載對(duì)應(yīng)的容器類(lèi)。ArrayList 在引擎中會(huì)初始化 Constructor 以及 Prototype 并返回，最后應(yīng)用側(cè)可以獲得該容器類(lèi)并使用。

2.2 容器類(lèi)接口調(diào)用

在 ArkUI 開(kāi)發(fā)框架中，容器類(lèi) API 的調(diào)用流程如下，用戶(hù)先通過(guò) new ArrayList 進(jìn)入引擎得到對(duì)應(yīng)的 arraylist 對(duì)象，然后可以通過(guò) add 接口向?qū)ο笾刑砑釉?，元素最終會(huì)添加到一片和該 arraylist 綁定的內(nèi)存空間?？梢酝ㄟ^(guò) [] 操作符進(jìn)行元素獲取，對(duì)于容器類(lèi)而言，引擎會(huì)直接通過(guò)快速路徑訪(fǎng)問(wèn)到元素存儲(chǔ)位置，返回該值。

2.3 容器類(lèi)對(duì)象模型

在 ArkUI 開(kāi)發(fā)框架中，構(gòu)造容器類(lèi)對(duì)象模型的流程如下圖所示，在運(yùn)行時(shí)禁止再向?qū)ο笊咸砑?Properties 屬性，ArrayList 借用對(duì)象模型中的 elements 位置存儲(chǔ)元素。

實(shí)現(xiàn)說(shuō)明：通過(guò) elements 存儲(chǔ)數(shù)組元素，Length 為數(shù)組中元素個(gè)數(shù)，數(shù)組 Capatity 可以通過(guò) elements 的長(zhǎng)度獲取。

擴(kuò)容策略：ArrayList –> 1.5 倍

初始分配容量：ArrayList -> 10

（注：TS 中的實(shí)現(xiàn)，擴(kuò)容策略及初始分配容量不感知)

2.4 攔截器處理

攔截器處理，是指通過(guò)禁止掉一些影響對(duì)象行為的操作，比如 delete、setPrototype 等，在運(yùn)行時(shí)（Runtime）維護(hù)一個(gè)高效的容器類(lèi)對(duì)象。以 ArrayList 為例，ArkCompiler 內(nèi)部攔截的操作主要涉及 DeleteProperty、DefineProperty、GetProperty、SetPrototype、GetOwnPropertyKeys、HasProperty 等操作限制數(shù)組的 holy 添加，以及更改屬性的 attributes 等操作，保證了不需要做 JSArray 必須做的 holy 判斷、writable 判斷等操作。

容器類(lèi)API的使用

通過(guò)上文的介紹，相信大家對(duì)容器類(lèi)已經(jīng)有了比較深刻的認(rèn)識(shí)。那么，我們?cè)趺词褂萌萜黝?lèi) API 呢？本文列舉常用的典型容器的使用示例，包括導(dǎo)入模塊、增加元素、訪(fǎng)問(wèn)元素及修改等操作：

// ArrayListimport ArrayList from '@ohos.util.ArrayList' // 導(dǎo)入ArrayList模塊let arrayList = new ArrayList();arrayList.add("a");arrayList.add(1);    // 增加元素print(arrayList[0]); // 訪(fǎng)問(wèn)元素arrayList[0] = one"; // 修改元素print(arrayList[0]);
// Vectorimport Vector from '@ohos.util.Vector'  // 導(dǎo)入Vector模塊let vector = new Vector();vector.add("a");let b = [1, 2, 3];vector.add(b);vector.add(false); // 增加元素print(vector[0]);  // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(vector.getFirstElement()); // 訪(fǎng)問(wèn)元素
// Dequeimport Deque from '@ohos.util.Deque'  // 導(dǎo)入Deque模塊let deque = new Deque;deque.insertFront("a");deque.insertFront(1); // 增加元素print(deque[0]);      // 訪(fǎng)問(wèn)元素deque[0] = "one";     // 修改元素print(deque[0]);
// Stackimport Stack from '@ohos.util.Stack'  // 導(dǎo)入Stack模塊  let stack = new Stack();stack.push("a");stack.push(1);   // 增加元素print(stack[0]); // 訪(fǎng)問(wèn)元素stack.pop();     // 彈出元素print(stack.length);
// Listimport List from '@ohos.util.List'  // 導(dǎo)入List模塊let list = new List;list.add("a");list.add(1);let b = [1, 2, 3];list.add(b);        // 增加元素print(list[0]);     // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(list.get(0)); // 訪(fǎng)問(wèn)元素
// HashMapimport HashMap from '@ohos.util.HashMap'   // 導(dǎo)入HashMap模塊let hashMap = new HashMap();hashMap.set("a", 123);hashMap.set(4, 123);      // 增加元素print(hashMap.hasKey(4)); // 判斷是否含有某元素print(hashMap.get("a"));  // 訪(fǎng)問(wèn)元素
// TreeMapimport TreeMap from '@ohos.util.TreeMap'   // 導(dǎo)入TreeMap模塊let treeMap = new TreeMap();treeMap.set("a", 123);treeMap.set("6", 356);           // 增加元素print(treeMap.get("a"));         // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(treeMap.getFirstKey("a")); // 訪(fǎng)問(wèn)首元素print(treeMap.getLastKey("a"));  // 訪(fǎng)問(wèn)尾元素
// LightWeightMapimport LightWeightMap from '@ohos.util.LightWeightMap' // 導(dǎo)入LightWeightMap模塊let lightWeightMap = new LightWeightMap();lightWeightMap.set("x", 123);lightWeightMap.set("8", 356);   // 增加元素print(lightWeightMap.get("a")); // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(lightWeightMap.get("x")); // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(lightWeightMap.getIndexOfKey("8")); // 訪(fǎng)問(wèn)元素
// PlainArrayimport PlainArray from '@ohos.util.PlainArray'   // 導(dǎo)入PlainArray模塊let plainArray = new PlainArray();plainArray.add(1, "sdd");plainArray.add(2, "sff");      // 增加元素print(plainArray.get(1));      // 訪(fǎng)問(wèn)元素print(plainArray.getKeyAt(1));//訪(fǎng)問(wèn)元素

至此以上就是本期全部?jī)?nèi)容，期待廣大開(kāi)發(fā)者通過(guò) ArkUI 開(kāi)發(fā)框架的容器類(lèi)開(kāi)發(fā)出更多高性能的應(yīng)用。

審核編輯 ：李倩