OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A 精华

发布于 2022-3-18 23:07
浏览
1收藏

容器类,顾名思义就是存储的类,用于存储各种数据类型的元素,并具备一系列处理数据元素的方法。在 ArkUI 开发框架中,容器类采用了类似静态的语言来实现,并通过 NAPI 框架对外提供。通过对存储位置以及属性的限制,让每种类型的数据都能在完成自身功能的基础上剪除冗余分支,保证了数据的高效访问,提升了应用的性能。本期,我们将为大家介绍 ArkUI 开发框架中容器类的各种类型以及相关 API 的使用。


容器类API介绍
在 ArkUI 开发框架中,提供了线性和非线性两类容器类,共 14 种,每种容器都有自身的特性及使用场景。下面,我们将为大家一一道来。
1.1线性容器类

线性容器类底层主要通过数组实现,包括 ArrayList、Vector、List、LinkedList、Deque、Queue、Stack 七种。线性容器类 API,充分考虑了数据访问的速度,实现了运行时(Runtime)通过一条指令就可以完成增删改查等操作。

 

1.1.1 ArrayList

ArrayList 即动态数组,可用来构造全局的数组对象。ArrayList 依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为 10,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的 1.5 倍。ArrayList 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.1.2 Vector

Vector 是指连续存储结构,可用来构造全局的数组对象。Vector 依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为 10,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的2倍。

由于 Vector 扩容速度高于 ArrayList,所以适用于数据添加比较频繁的场景。Vector 在支持操作符访问的基础上,还增加了 get/set 接口,提供更为完善的校验及容错机制,满足用户不同场景下的需求。Vector 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.1.3 List

List 可用来构造一个单向链表对象,即只能通过头结点开始访问到尾节点。List 依据泛型定义,在内存中的存储位置可以是不连续的。

可以通过 get/set 等接口对存储的元素进行修改,List 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

 

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.1.4 LinkedList

LinkedList 可用来构造一个双向链表对象,可以在某一节点向前或者向后遍历 List。LinkedList 依据泛型定义,在内存中的存储位置可以是不连续的。

可以通过 get/set 等接口对存储的元素进行修改,LinkedList 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.1.5 Queue

Queue 可用来构造队列对象,存储元素遵循先进先出的规则。Queue 依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为 8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的 2 倍。Queue 底层采用循环队列实现,入队及出队操作效率都比较高。Queue 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.1.6 Deque

Deque 可用来构造双端队列对象,存储元素遵循先进先出的规则,双端队列可以分别从对头或者队尾进行访问。Deque 依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,其初始容量大小为 8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的 2 倍。Deque 底层采用循环队列实现,入队及出队操作效率都比较高。Deque 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.1.7 Stack

Stack 可用来构造栈对象,存储元素遵循后进先出的规则。Stack 依据泛型定义,要求存储位置是一片连续的内存空间,初始容量大小为 8,并支持动态扩容,每次扩容大小为原始容量的 1.5 倍。Stack 底层基于数组实现,入栈出栈均从数组的一端操作,Stack 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.2非线性容器类

非线性容器类底层通过 hash 或者红黑树实现,包括 HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet、LightWeightMap、LightWeightSet、PlainArray 七种。非线性容器类中的 key 及 value 的类型均满足 ECMA 标准。

1.2.1 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 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.2.2 HashSet

HashSet 可用来存储一系列值的集合,存储元素中 value 是唯一的。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 底层基于 HashTable 实现,冲突策略采用链地址法。HashSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.2.3 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地找到键值对。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,可以进行快速地插入和删除。TreeMap 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.2.4 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地找到该 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,可以进行快速地插入和删除。TreeSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.2.5 LightWeightMap

LigthWeightMap 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。LigthWeightMap 依据泛型定义,采用更加轻量级的结构,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。LigthWeightMap 底层标识唯一 key 通过 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。LigthWeightMap 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

1.2.6 LightWeightSet

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

LigthWeightSet 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。LigthWeightSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

1.2.7 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 的查找策略基于二分查找法。PlainArray 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下:OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

容器类的实现
下面我们将以 ArrayList 为例,为大家介绍,容器类的实现。包括容器类的初始化、容器类的接口调用、容器类对象模型的构建以及拦截器处理。


2.1 容器类初始化

在 ArkUI 开发框架中,通过 NAPI 的统一框架对外层提供容器类。下面,我们将以 ArrayList 为例,介绍基于 NAPI 的容器类的加载。如下图所示,是容器类初始化流程,在 NAPI 加载的过程中,会通过 ArkPrivate.Load 接口加载对应的容器类。ArrayList 在引擎中会初始化 Constructor 以及 Prototype 并返回,最后应用侧可以获得该容器类并使用。OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

2.2 容器类接口调用

在 ArkUI 开发框架中,容器类 API 的调用流程如下,用户先通过 new ArrayList 进入引擎得到对应的 arraylist 对象,然后可以通过 add 接口向对象中添加元素,元素最终会添加到一片和该 arraylist 绑定的内存空间。可以通过 [] 操作符进行元素获取,对于容器类而言,引擎会直接通过快速路径访问到元素存储位置,返回该值。

OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

2.3 容器类对象模型

在 ArkUI 开发框架中,构造容器类对象模型的流程如下图所示,在运行时禁止再向对象上添加 Properties 属性,ArrayList 借用对象模型中的 elements 位置存储元素。OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

实现说明:通过 elements 存储数组元素,Length 为数组中元素个数,数组 Capatity 可以通过 elements 的长度获取。

扩容策略:ArrayList –> 1.5 倍

初始分配容量:ArrayList -> 10

  (注:TS 中的实现,扩容策略及初始分配容量不感知)

 


2.4 拦截器处理

拦截器处理,是指通过禁止掉一些影响对象行为的操作,比如 delete、setPrototype 等,在运行时(Runtime)维护一个高效的容器类对象。以 ArrayList 为例,ArkCompiler 内部拦截的操作主要涉及 DeleteProperty、DefineProperty、GetProperty、SetPrototype、GetOwnPropertyKeys、HasProperty 等操作限制数组的 holy 添加,以及更改属性的 attributes 等操作,保证了不需要做 JSArray 必须做的 holy 判断、writable 判断等操作。OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类A-开源基础软件社区

 

 

容器类API的使用
通过上文的介绍,相信大家对容器类已经有了比较深刻的认识。那么,我们怎么使用容器类 API 呢?本文列举常用的典型容器的使用示例,包括导入模块、增加元素、访问元素及修改等操作:

// ArrayList
import ArrayList from '@ohos.util.ArrayList' // 导入ArrayList模块
let arrayList = new ArrayList();
arrayList.add("a");
arrayList.add(1);    // 增加元素
print(arrayList[0]); // 访问元素
arrayList[0] = one"; // 修改元素
print(arrayList[0]);

// Vector
import Vector from '@ohos.util.Vector'  // 导入Vector模块
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]);  // 访问元素
print(vector.getFirstElement()); // 访问元素

// Deque
import Deque from '@ohos.util.Deque'  // 导入Deque模块
let deque = new Deque;
deque.insertFront("a");
deque.insertFront(1); // 增加元素
print(deque[0]);      // 访问元素
deque[0] = "one";     // 修改元素
print(deque[0]);

// Stack
import Stack from '@ohos.util.Stack'  // 导入Stack模块  
let stack = new Stack();
stack.push("a");
stack.push(1);   // 增加元素
print(stack[0]); // 访问元素
stack.pop();     // 弹出元素
print(stack.length);

// List
import List from '@ohos.util.List'  // 导入List模块
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]);     // 访问元素
print(list.get(0)); // 访问元素

// HashMap
import HashMap from '@ohos.util.HashMap'   // 导入HashMap模块
let hashMap = new HashMap();
hashMap.set("a", 123);
hashMap.set(4, 123);      // 增加元素
print(hashMap.hasKey(4)); // 判断是否含有某元素
print(hashMap.get("a"));  // 访问元素

// TreeMap
import TreeMap from '@ohos.util.TreeMap'   // 导入TreeMap模块
let treeMap = new TreeMap();
treeMap.set("a", 123);
treeMap.set("6", 356);           // 增加元素
print(treeMap.get("a"));         // 访问元素
print(treeMap.getFirstKey("a")); // 访问首元素
print(treeMap.getLastKey("a"));  // 访问尾元素

// LightWeightMap
import LightWeightMap from '@ohos.util.LightWeightMap' // 导入LightWeightMap模块
let lightWeightMap = new LightWeightMap();
lightWeightMap.set("x", 123);
lightWeightMap.set("8", 356);   // 增加元素
print(lightWeightMap.get("a")); // 访问元素
print(lightWeightMap.get("x")); // 访问元素
print(lightWeightMap.getIndexOfKey("8")); // 访问元素

// PlainArray
import PlainArray from '@ohos.util.PlainArray'   // 导入PlainArray模块
let plainArray = new PlainArray();
plainArray.add(1, "sdd");
plainArray.add(2, "sff");      // 增加元素
print(plainArray.get(1));      // 访问元素
print(plainArray.getKeyAt(1)); // 访问元素

 

至此以上就是本期全部内容,期待广大开发者通过 ArkUI 开发框架的容器类开发出更多高性能的应用。

已于2022-3-18 23:07:50修改
3
收藏 1
回复
举报
回复
添加资源
添加资源将有机会获得更多曝光,你也可以直接关联已上传资源 去关联
    相关推荐