Immutable Collections(3)Immutable List实现原理(中)变化中的不变
Immutable Collections(3)Immutable List实现原理(中)变化中的不变
文/玄魂
前言
在上一篇文章(Immutable Collections(2)ImmutableList<T>实现原理.(上)),分析了)ImmutableList<T>的初始化过程,本篇博客分析除初始化之外的行为,当然概括起来也很简单——添加、删除、修改。这些行为的背后,我们会看到不可变集合的不变性是如何保持的,如何在不完全拷贝的情况下返回新的集合等等特性的秘密。
博文中引用的代码并非是.NET源码,而是反编译得来,不正确之处,还望指教。
3.1 ADD
接上篇博文,当初始化一个没有任何元素的ImmutableList<T>对象之后,对象会获得一个EmptyNode。
下面看看添加一个元素的流程,及数据结构的变化。
测试代码:
static void Main(string[] args)
{
var fruitBasket = ImmutableList.Create<string>();
var ass = fruitBasket.Add("ddd");}
如上图,在Add方法内部,会调用Node类型的Add方法,返回一个新的的Node实例。Add方法源码如下:
internal ImmutableList<T>.Node Add(T key)
{
return this.Insert(this.count, key);
}
Add方法又调用了Insert方法,此时count=0,key=”ddd”。在Insert内部先判断了左子树是否为空,如果为空则创建新的Node,调用具有四个输入参数的构造函数。
if (this.IsEmpty)//
{
return new ImmutableList<T>.Node(key, this, this, false);
}
这一步很巧妙的完成了树的构造,代码如下:
private Node(T key, ImmutableList<T>.Node left, ImmutableList<T>.Node right, bool frozen = false)
{
Requires.NotNull<ImmutableList<T>.Node>(left, "left");
Requires.NotNull<ImmutableList<T>.Node>(right, "right");
this.key = key;
this.left = left;
this.right = right;
this.height = 1 + Math.Max(left.height, right.height);
this.count = 1 + left.count + right.count;
this.frozen = frozen;
}
原来的root(empty node)这里变成新Node的左右子节点,新节点key字段(即value)被赋值“ddd”,height和count都等于1,此时frozen=false。需要注意的细节是,调用Node(T key, ImmutableList<T>.Node left, ImmutableList<T>.Node right, bool frozen = false)之前传入的this指针和函数内部的this指针指向的是不同的内存区域。
注意,传入的Node对象没有做任何修改,返回的是新New的Node。
当前创建的Node对象的结构如下:
继续运行,从Node类里出来,回到ImmutableList<T>的Add方法:
public ImmutableList<T> Add(T value)
{
ImmutableList<T>.Node node = this.root.Add(value);
return this.Wrap(node);
}
在得到新的的Node后,会执行Wrap方法。
同理,内部的Node完成了树形结构的转换,外部的ImmutableList<T>也要完成这一转换,返回新的ImmutableList<T>对象,将新的Node赋值到自己的root字段上,并初始化相关字段。
private ImmutableList(ImmutableList<T>.Node root, IEqualityComparer<T> valueComparer)
{
Requires.NotNull<ImmutableList<T>.Node>(root, "root");
Requires.NotNull<IEqualityComparer<T>>(valueComparer, "valueComparer");
root.Freeze();
this.root = root;
this.valueComparer = valueComparer;
}
OK,终于又回到了Main函数中,完成了一次轮回:
ImmutableList<T>通过更新树结构,新建ImmutableList<T>对象同时更新对Node的引用创建新的集合。树结构虽然发生了变化,但是原来的集合对节点的引用并没有发生变化,从而保证了集合的不变性。
继续修改Main函数的代码:
static void Main(string[] args)
{
var fruitBasket = ImmutableList.Create<string>();
var a2 = fruitBasket.Add("ddd");
var a3 = a2.Add("ccc");
}
我们观察执行var a3 = a2.Add("ccc")时的行为变化。
当前代码沿着上图所示的路径再次来到Node类的Insert方法。
第一次执行Add时的情景上面分析过了,当Node的左右子树不为空时,首先要判断元素应该添加左还是右,判断逻辑很简单,判断当前准备添加元素的索引是否小于等于左子树元素的个数。由于当前左子树只有一个Empty节点,所以元素会被添加到右子树上去。可以设想一下,如果再次执行添加操作,元素还是会被添加到右子树上去,左边会一直为空。所以在每次添加操作执行完毕之后,会调用MakeBalanced方法来使左右平衡。如果您熟悉红黑树的话,对保持树的平衡时使用的扭转算法应该不会陌生。这里我不想深入解释ImmutableList 的“平衡扭转”算法,我觉得单独拿出来一篇博文来讲解会更好。
下一篇博客中,我们继续分析ImmutableList的其他行为的原理。
Immutable Collections(3)Immutable List实现原理(中)变化中的不变的更多相关文章
- 不可变集合 Immutable Collections
例子 public static final ImmutableSet<String> COLOR_NAMES = ImmutableSet.of( "red", &q ...
- Ajax跨域原理及JQuery中的实现
浅析Ajax跨域原理及JQuery中的实现分析 AJAX 的出现使得网页可以通过在后台与服务器进行少量数据交换,实现网页的局部刷新.但是出于安全的考虑,ajax不允许跨域通信.如果尝试从不同的域请 ...
- 【转】JVM运行原理及JVM中的Stack和Heap的实现过程
来自: http://blog.csdn.net//u011067360/article/details/46047521 Java语言写的源程序通过Java编译器,编译成与平台无关的‘字节码程序’( ...
- [Immutable.js] Transforming Immutable Data with Reduce
Immutable.js iterables offer the reduce() method, a powerful and often misunderstood functional oper ...
- gdb调试原理及qemu中的gdbserver
(一)gdb调试原理 此部分转自:https://blog.csdn.net/u012658346/article/details/51159971 https://www.cnblogs.c ...
- jquery中ajax中post方法(多学习:洞悉原理,触类旁通)(函数封装思想)
jquery中ajax中post方法(多学习:洞悉原理,触类旁通)(函数封装思想) 一.总结 1.多看学习视频:洞悉原理,触类旁通, 2.函数封装:$.post(URL,data,callback); ...
- 深入浅出-iOS Block原理和内存中位置
Posted by 微博@Yangsc_o 原创文章,版权声明:自由转载-非商用-非衍生-保持署名 | Creative Commons BY-NC-ND 3.0 #简介 今天回顾一下blcok,基本 ...
- 【转】QT中QDataStream中浮点数输出问题
先上代码: C/C++ code ? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 int main(int argc, char *argv[]) { QApplicati ...
- Firebug中调试中的js脚本中中文内容显示为乱码
Firebug中调试中的js脚本中中文内容显示为乱码 设置 页面 UFT-8 编码没用, 解决方法:点击 "Firebug"工具栏 中的"选项"---" ...
随机推荐
- Linux CentOS6.6 NFS服务的配置与安装
一.简介 NFS(Network File System)即网络文件系统,是FreeBSD支持的文件系统中的一种,它允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源.在NFS的应用中,本地NFS的客 ...
- hadoop 学习(二)ubuntu hadoop 2.7.0 伪分部安装
本篇是基于上一篇,ubuntu 安装hadoop单机版基础上的 1.配置core-site.xml /usr/local/hadoop/etc/hadoop/core-site.xml 包含了hado ...
- windows 安装配置jdk7
1.安装jdk这里不在介绍 2.配置新建用户变量:JAVA_HOME 值为(就是你自己jdk的安装路径):C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_75\ 3.配置系统变量:Pat ...
- 如何将网站部署到tomcat根目录下
更改前访问:http://192.168.1.2/baby 更改后访问:http://192.168.1.2/ 打开tomcat/conf/server.xml找到 <Host name=&qu ...
- Confluence无法打开编辑器,一直在转圈
在管理员界面中,将Collaborative editing 设置为Off 或者 Limited . 快速找到该界面的方式是,在搜索框里搜索 “Collaborative editing”. 折腾了几 ...
- Javascript 常用扩展方法
这篇文章纯粹是为了保存这些方法,供以后翻阅,其实一直保存在 evernote 里面,但觉得还是放到对的地方会好点. 现在收录的很少,希望以后会慢慢增多. 数组扩展 contains,remove 扩展 ...
- MySQL的left on 【zt】
MySQL的left on [zt] (2008-11-03 17:27:30) 转载▼ 标签: it 分类: 学习笔记 MySQL多表连接查询Left Join,Right Join php开源嘛 ...
- 学习Java的方法
许多人在刚开始学习Java时,会因为学习方法的不正确,而丧失信心,从而半途而废.所以,今天,巩固就要教教大家学习Java的方法. 1.多练习 编程其实是一个非常抽象的东西,要想学好它,就不能只是看看书 ...
- css页面组件
页面组件 1 元素的尺寸/边框/背景 1.1 css尺寸相关属性 height 高度 min-height 最小高度 max-height 最大高度 width 宽度 min-width 最小宽度 m ...
- 2018.09.23 codeforces 1053A. In Search of an Easy Problem(gcd)
传送门 今天的签到题. 有一个很显然的结论,gcd(n∗m,k)≤2gcd(n*m,k)\le 2gcd(n∗m,k)≤2. 本蒟蒻是用的行列式求三角形面积证明的. 如果满足这个条件,就可以直接构造出 ...