iOS 字典实现原理

在目前的开发中，NSDictionary是经常被使用，不过很少人会研究字典NSDictionary底层的实现，下面我们来一起看一下NSDictionary的实现原理。

一、字典原理

字典通过使用- (void)setObject:(id)anObject forKey:(id)aKey;方法，用Hash表来实现key和value之间映射和存储的。

二、哈希原理

哈希概念：哈希表本质是一个数组，每一个元素称为一个箱子，而箱子里面的存放的是键值对。

哈希表（Hash Table）也叫做散列表，这是根据关键码（key vlaue）而直接进行访问的数据结构。换句话说，通过把关键码映射到表里面的一个位置来访问记录，用来加快查找的速度。映射的函数就叫做散列函数，存放记录的数组也叫做散列表。

给定表M（称为哈希表），存在函数f（key）（函数称为哈希函数），给定任意的key值，然后代入函数之后能得到包含改关键字的记录在表中的具体位置。

三、哈希存储过程

3.1 首先根据key计算出它的哈希值h

3.2 如果箱子的个数为n，那么key值是应该放在第（h%n）个箱子中

3.3 如果该箱子已经有了值，就使用开放寻址法或者拉链法进行解决冲突。

如果我们在使用拉链法解决哈希冲突时候，每个箱子都是一个链表，属于同一个箱子的所有键值都会排列在链表中。

》〉》拓展

哈希表有一个比较重要的属性：负载因子（load factor）：是用来衡量哈希表的空/满程度，公式如下：

负载因子 = 总键值对数 / 箱子个数

如果负载因子越大，意味着哈希表越满，也就越容易导致冲突，性能也就是越低。在日常开发中，当负载因子大于某个常数（1或者0.75）时，哈希表就会自动扩展。

哈希表的扩容虽然可以解决部分问题，但并不总是有效的解决负载因子过大的问题。假如所有的哈希值都一样，即使扩容之后，位置也不会发生改变，虽然负载因子降低，但不能提高哈希表的查找性能。

综上：发现哈希表有两个问题：

1.如果哈希表中箱子键值本来就很多，仅仅扩容移动数据，性能影响较大。

2. 如果哈希函数设计不是很合理，那么在极端的情况下会变成线性表，性能非常低