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在objective-c中使用全局/静态变量

爵霸 2019-12-01 19:24:03 803 浏览量 回答数 1

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Kotlin的简介 Kotlin是由JetBrains公司(IDEA开发者)所开发的编程语言,其名称来自于开发团队附近的科特林岛。 多平台开发 JVM :Android; Server-Side Javascript:前端 Native(beta) :开发原生应用 windows、macos、linux Swift与Kotlin非常像 http://nilhcem.com/swift-is-like-kotlin/ kotlin发展历程 image.png java发展历程 image.png JVM语言的原理 image.png JVM规范与java规范是相互独立的 只要生成的编译文件匹配JVM字节码规范,任何语言都可以由JVM编译运行. Kotlin也是一种JVM语言,完全兼容java,可以与java相互调用;Kotlin语言的设计受到Java、C#、JavaScript、Scala、Groovy等语言的启发 kotlin的特性 下面不会罗列kotlin中具体的语法,会介绍我认为比较重要的特性,以及特性背后的东西。 类型推断 空类型设计 函数式编程 类型推断 image.png 类型推断是指编程语言中在编译期自动推导出值的数据类型。推断类型的能力让很多编程任务变得容易,让程序员可以忽略类型标注的同时仍然允许类型检查。 在开发环境中,我们往往写出表达式,然后可以用快捷键来生成变量声明,往往都是很准的,这说明了编译器其实是可以很准确的推断出来类型的。编程语言所具备的类型推断能力可以把类型声明的任务由开发者转到了编译器. java中声明变量的方式是类型写在最前面,后面跟着变量名,这就迫使开发者在声明变量时就要先思考变量的类型要定义成什么,而在一些情况下比如使用集合、泛型类型的变量,定义类型就会变得比较繁琐。 Kotlin中声明变量,类型可以省略,或者放到变量名后面,这可以降低类型的权重,从必选变为可选,降低开发者思维负担。java10中也引入了类型推断。 Javascript中声明变量也是用关键字var,但是还是有本质区别的,Kotlin中的类型推断并不是变成动态类型、弱类型,类型仍然是在编译期就已经决定了的,Kotlin仍然是静态类型、强类型的编程语言。javascript由于是弱类型语言,同一个变量可以不经过强制类型转换就被赋不同数据类型的值, 编程语言的一个趋势就是抽象程度越来越高,编译器做更多的事情。 空类型设计 空类型的由来 image.png 托尼·霍尔(Tony Hoare),图灵奖得主 托尼·霍尔是ALGOL语言的设计者,该语言在编程语言发展历史上非常重要,对其他编程语言产生重大影响,大多数近代编程语言(包括C语言)皆使用类似ALGOL的语法。他在一次大会上讨论了null应用的设计: “我把 null 引用称为自己的十亿美元错误。它的发明是在1965 年,那时我用一个面向对象语言( ALGOL W )设计了第一个全面的引用类型系统。我加入了null引用设计,仅仅是因为实现起来非常容易。它导致了数不清的错误、漏洞和系统崩溃,可能在之后 40 年中造成了十亿美元的损失。” null引用存在的问题 以java为例,看null引用的设计到底存在哪些问题 空指针问题NPE 编译时不能对空指针做出检查,运行时访问null对象就会出现错误,这个就是工程中常见的空指针异常。 null本身没有语义,会存在歧义 值未被初始化 值不存在 也许表示一种状态 逻辑上有漏洞 Java中,null可以赋值给任何引用,比如赋值给String类型变量,String a = null,但是null并不是String类型: a instanceof String 返回的是false,这个其实是有些矛盾的。所以当持有一个String类型的变量,就存在两种情况,null或者真正的String. 解决NPE的方式 防御式代码 在访问对象前判空,但会有冗余代码;会规避问题,而隐藏真正的问题 抛出异常给调用方处理 方法中传参传入的空值、无效值,抛出受检查异常给上层调用方 增加注解 Android中可以增加@NonNull注解,编译时做额外检查 空状态对象设计模式 空状态对象是一个实现接口但是不做任何业务逻辑的对象,可以取代判空检查;这样的空状态对象也可以在数据不可用的时候提供默认的行为 java8 Optional类 java8中引入了Optional类,来解决广泛存在的null引用问题.官方javadoc文档介绍 A container object which may or may not contain a non-null value. If a value is present, isPresent() will return true and get() will return the value. Additional methods that depend on the presence or absence of a contained value are provided, such as orElse() (return a default value if value not present) and ifPresent() (execute a block of code if the value is present). 来看一下是如何实现的。 举一个访问对象读取熟悉的例子 java 8 之前 : image.png java 8: image.png 总结: 1.用Optional还是会比较繁琐,这个也说明了设计一个替代null的方案还是比较难的。 optional的耗时大约是普通判空的数十倍,主要是涉及泛型、使用时多创键了一个对象的创建;数据比较大时,会造成性能损失。 java8 引入Optional的意义在于提示调用者,用特殊类型包装的变量可能为空,在使用取出时需要判断 Kotlin的空类型设计 Kotlin中引入了可空类型和不可空类型的区分,可以区分一个引用可以容纳null,还是不能容纳null。 String vs String? String 类型表示变量不能为空,String?则表示变量可以为空 String?含义是String or null.这两种是不同的类型. 比如: var a:String = “abc” //ok var a:String = null //不允许 var b :String? = null //ok a=b // 不允许 String?类型的值不能给String类型的值赋值 这样就将类型分成了可空类型和不可能类型,每一个类型都有这样的处理;Kotlin中访问非空类型变量永远不会出现空指针异常。 同样上面的例子,采用Kotlin去写,就会简洁很多 image.png 编程范式-函数式编程 编程范式是什么? 编程范式是程序员看待程序和写程序的观点 主要的类型 非结构化编程 结构化编程 面向对象编程 命令式编程 函数式编程 这些类型并不是彼此互斥的,而是按照不同的维度做的划分,一种编程语言可能都支持多个编程范式 非结构化编程 第一代的高级语言往往是非结构化编程 比如 BASIC语言 每一行的代码前面都有一个数字作为行号,通常使用GOTO的跳跃指令来实现判断和循环. 看一下下面这段代码是做什么的: image.png 实际上做的是:程序在屏幕上显示数字 1 到 10 及其对应的平方 采用这种方式写程序,大量的使用goto实现逻辑的跳转,代码一长,可读性和维护性就比较差了,形成“面条式代码” 结构化编程 采用顺序、分支、循环结构来表达,禁用或者少用GOTO; 并用子程序来组织代码,采用自顶向下的方式来写程序 代表语言是C语言 实现同样的逻辑: image.png 可见采用结构化编程,代码的逻辑会更清晰。 面向对象编程 思想: 将计算机程序视为一组对象的集合,而每个对象都可以接收其他对象发过来的消息,并处理这些消息,计算机程序的执行就是一系列消息在各个对象之间传递。 特性: 封装性、继承性、多态性。 命令式编程 把计算机程序视为一系列的命令集合 主要思想是关注计算机执行的步骤,即一步一步告诉计算机先做什么再做什么。 “先做这,再做那”,强调“怎么做” 实现: 用变量来储存数据,用语句来执行指令,改变变量状态。 基本所有的常见的编程语言都具有此范式 函数式编程 声明式语法,描述要什么,而不是怎么做 类似于SQL语句 语言: kotlin swift python javascript scala 函数是第一等公民 可以赋值给变量,可作为参数传入另一个函数,也可作为函数的返回值 纯函数 y=f(x) 只要输入相同,返回值不变 没有副作用:不修改函数的外部状态 举个栗子 公司部门要进行outing,去哪里是个问题,要考虑多个因素,比如花费、距离、天数等等,有多个备选地点进行选择。 定义一个数据类: image.png 要进行筛选了,分别用sql,kotlin,java来实现 找出花费低于2000元的outing地点信息 SQL image.png Kotlin image.png java 7 image.png 可见kotin的写法还是比较接近于sql的思想的,声明式的写法,而不管具体如何实现;其中的:place->place.money<2000 就是函数,可以作为参数传递给fliter这个高阶函数;而且这个函数没有副作用,不改变外部状态。 再来一个复杂一点的: 找出花费低于5000元,时间不多于4天,按照距离排序的outing地点名称 SQL image.png Kotlin: image.png java 7 image.png 由此可见用kotlin的函数式写法,会更简洁,逻辑也更清晰,这段代码的目标一目了然,这种清晰在于实现了业务逻辑与控制逻辑的分离,业务逻辑就是由函数实现的,比如place->place.money<500,而控制逻辑是由filter,sorterBy等高阶函数实现的。 而java的传统写法是基于对数据的操作,避免不了遍历的操作,业务逻辑与控制逻辑交织在了一起,这段代码的目的就不是那么容易清晰看到的了。 总结 kotlin是实用的现代编程语言,吸收了众多编程语言的优点,支持类型推断、空类型安全、函数式编程、DSL等特性,非常值得学习和使用。

问问小秘 2020-04-30 16:33:40 0 浏览量 回答数 0

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【精品问答】python技术1000问(1)

问问小秘 2019-12-01 21:57:48 454222 浏览量 回答数 19

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Vue面试题汇总【精品问答】

问问小秘 2020-05-25 18:02:28 11132 浏览量 回答数 2

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最大限度利用 JavaScript 和 Ajax 性能:报错

kun坤 2020-06-05 22:56:50 0 浏览量 回答数 1

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Java技术1000问(3)【精品问答】

问问小秘 2020-06-02 14:27:10 42 浏览量 回答数 1

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牧明 2019-12-02 02:16:20 0 浏览量 回答数 0

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【精品问答】Java必备核心知识1000+(附源码)

问问小秘 2019-12-01 22:00:28 870 浏览量 回答数 1

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楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 ###### 另外,补充说一下,楼主的函数式风格,和我的函数式风格理解相差颇大。我的理解如下,所谓函数式风格,是将一批数据的若干处理,分解为正交串接的多个子步骤,每个步骤都是对整体数据的某个操作的实现。楼主的方案实质是对一个处理,可以挂接不同的操作方法。 我的理解函数式的风格在于每个独立模块处理极少的有逻辑关联的操作,可以看作针对一个数据池的原子操作。依次将数据池的数据灌入不同的独立模块,实现数据处理。当然差异的模块调用顺序和不同处理模块的组合,可以有不同的效果。 但无论如何,都是函数与数据松耦合的设计。这个和面向对象是反过来的。 ######相互嵌套耦合,牵一发动全身######楼主的代码有很浓重的其他语言的味道######楼主文章不错,我看现在的C模块基本就是你所说的面向对象风格,其实就是用数据结构组织起来。###### 引用来自“中山野鬼”的答案 楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 你说的问题#1和文章中函数式风格一节抱怨employee_read无法和Callback兼容的问题是类似的,说到底就是因为C语言静态类型等语法特性导致了对函数式风格支持不好;同时也反向说明了为什么大多数支持函数式风格的语言会选择“动态类型”,并且支持灵活的可变个数参数等特性,都是为了辅助函数式风格的编码。 #2这一点我不太同意。C语言里虽然没有类的概念把数据和函数在语法层次上绑定在一起,但通过规范地命令提供隐喻,比如代码中,所有操作Employee对象的函数都以employee_前缀开头。而且,这些接口之间也有层级关系,符合下表描述的抽象屏障。如果你把Employee相关的声明、操作独立出来放在一个文件里,然后头文件里只放置公开的接口信息,这样就变得简洁多了。 最高层:使用API的程序 main 基于Employee的接口实现的高级操作 employee_print, employee_adjust_salary 基于最底层的C,对象Employee的最基础的操作,包括读入、释放、遍历等 employee_read, employee_free, foreach, with_open_file C语言本身提供的最底层的工具 struct Empoloyee, for, free, calloc... 例如C语言自带的操作文件的接口同样符合这样的抽象屏障:我们只需要使用fopen、fclose、fread、fwrite等一系列操作FILE对象的接口,无需关心FILE结构体里有些什么内容,表示什么意思,以及各个接口是怎么实现的。 #3的确是一个问题,而且我在文章里也可以没有提及,因为这不是这篇文章要表达的重点。它最本质的问题在于将集合的数据结构和单个对象的信息保存在同一个地方。其他语言,例如Java的java.util.*容器、C++的STL容器,都符合你的设计,将容器这个单一职责抽象出来。当然,我自己实际的工作也是这样做的。 ###### 引用来自“中山野鬼”的答案 另外,补充说一下,楼主的函数式风格,和我的函数式风格理解相差颇大。我的理解如下,所谓函数式风格,是将一批数据的若干处理,分解为正交串接的多个子步骤,每个步骤都是对整体数据的某个操作的实现。楼主的方案实质是对一个处理,可以挂接不同的操作方法。 我的理解函数式的风格在于每个独立模块处理极少的有逻辑关联的操作,可以看作针对一个数据池的原子操作。依次将数据池的数据灌入不同的独立模块,实现数据处理。当然差异的模块调用顺序和不同处理模块的组合,可以有不同的效果。 但无论如何,都是函数与数据松耦合的设计。这个和面向对象是反过来的。 我认为你说的是“责任单一原则”,让每个函数、每个模块责任都尽可能地单一,然后通过类似搭积木一样的灵活组合,完成不同的任务。就像UNIX下的命令,每个单独命令都只完成一件事情,通过管道等把这些功能单一的命令组织在一起,协作完成一个复杂的任务! 我个人认为这是一种设计思想,和源自Lambda演算的函数式风格并没有太大关系。 ###### 引用来自“杨同学”的答案 楼主的代码有很浓重的其他语言的味道 因为其他语言也能写“面向对象风格”和“函数式风格”的代码,并且看起来比C更“专业”。 ###### 引用来自“优游幻世”的答案 楼主文章不错,我看现在的C模块基本就是你所说的面向对象风格,其实就是用数据结构组织起来。 嗯,将数据和操作数据的方法集中在一起会让代码更容易维护。 就像我在六楼回复里提到的,很多C模块往往还会更进一步,把容器和对象也分离开来。这样容器能容纳各种不同的对象,对象则只保留数据本身,不关心和其他对象是以什么形式组织在一起的。 ###### 引用来自“redraiment”的答案 引用来自“中山野鬼”的答案 楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 你说的问题#1和文章中函数式风格一节抱怨employee_read无法和Callback兼容的问题是类似的,说到底就是因为C语言静态类型等语法特性导致了对函数式风格支持不好;同时也反向说明了为什么大多数支持函数式风格的语言会选择“动态类型”,并且支持灵活的可变个数参数等特性,都是为了辅助函数式风格的编码。 #2这一点我不太同意。C语言里虽然没有类的概念把数据和函数在语法层次上绑定在一起,但通过规范地命令提供隐喻,比如代码中,所有操作Employee对象的函数都以employee_前缀开头。而且,这些接口之间也有层级关系,符合下表描述的抽象屏障。如果你把Employee相关的声明、操作独立出来放在一个文件里,然后头文件里只放置公开的接口信息,这样就变得简洁多了。 最高层:使用API的程序 main 基于Employee的接口实现的高级操作 employee_print, employee_adjust_salary 基于最底层的C,对象Employee的最基础的操作,包括读入、释放、遍历等 employee_read, employee_free, foreach, with_open_file C语言本身提供的最底层的工具 struct Empoloyee, for, free, calloc... 例如C语言自带的操作文件的接口同样符合这样的抽象屏障:我们只需要使用fopen、fclose、fread、fwrite等一系列操作FILE对象的接口,无需关心FILE结构体里有些什么内容,表示什么意思,以及各个接口是怎么实现的。 #3的确是一个问题,而且我在文章里也可以没有提及,因为这不是这篇文章要表达的重点。它最本质的问题在于将集合的数据结构和单个对象的信息保存在同一个地方。其他语言,例如Java的java.util.*容器、C++的STL容器,都符合你的设计,将容器这个单一职责抽象出来。当然,我自己实际的工作也是这样做的。 第二个问题其实是不同设计思想的核心问题。你举的例子只能说是些简单的系统中的模块。如果是个大系统中的底层模块特别是引擎方面(会产生数据加工的),这种方法最终组合出来的系统,会比面向对象出来的类套类更复杂。说实话,还不如用面相对象实现。 面向对象,是将数据和操作,进行耦合,并且封装在类里面。这种做法是有它的好处的。这样不会导致数据和操作之间出现问题。而c如果这么写,说实话还不如用c++的类进行实现,因为类描述这些逻辑更为清晰,而且语法和编译器可以帮你做大量的事情。 而相反面向数据,是一批数据(不是一个具体数据单元),存在一批不同操作。如何分析数据之间的无关性和前后操作的无关性是重点,这两个分析清楚,那么并发计算,和分步骤计算就得以实现。并发计算不谈,分步骤计算的思想就是原子操作,或者微指令集管道设计思想。这样设计,可以令复杂的数据处理,根据流程细分到步骤,每个步骤细分到子步骤单元,而每个子步骤单元只负责处理,不负责数据的格式问题。 上面这段的设计思想和面向对象是反过来的,数据和操作松耦合。数据的特殊性导致的操作,是通过各种操作模块组合调用实现(这些操作模块可以看作上面独立的子步骤单元和外部特定数据结构无关的)。 这样做的好处是,模块的设计,可以独立进行,让外部数据格式依赖自身,而不是操作对应数据格式(面向对象是后者,成员变量类型决定了成员函数的实际操作),模块复用率高,同时是整批数据处理,只要数据流程(调用不同模块的系统设计良好),运行效率会很高。而且便于并发操作。 并发操作并不单单是一批数据,分层几组让同一个操作的多个进程处理。流水线技术的使用,一样可以实现。 这里顺带喷下hadoop。貌似hadoop的map reduce并没有在流水线方面有什么突破的思路,这块需要考虑到不同计算单元之间数据流动的费用, hadoop整天扯分布计算,根本不考虑数据整体计算周期内的相关性的问题,基本上都是推给用户自己处理,而用户应该无法控制具体计算硬件设备,最后能有好效果就扯淡了。

kun坤 2020-06-09 22:08:58 0 浏览量 回答数 0

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楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 ###### 另外,补充说一下,楼主的函数式风格,和我的函数式风格理解相差颇大。我的理解如下,所谓函数式风格,是将一批数据的若干处理,分解为正交串接的多个子步骤,每个步骤都是对整体数据的某个操作的实现。楼主的方案实质是对一个处理,可以挂接不同的操作方法。 我的理解函数式的风格在于每个独立模块处理极少的有逻辑关联的操作,可以看作针对一个数据池的原子操作。依次将数据池的数据灌入不同的独立模块,实现数据处理。当然差异的模块调用顺序和不同处理模块的组合,可以有不同的效果。 但无论如何,都是函数与数据松耦合的设计。这个和面向对象是反过来的。 ######相互嵌套耦合,牵一发动全身######楼主的代码有很浓重的其他语言的味道######楼主文章不错,我看现在的C模块基本就是你所说的面向对象风格,其实就是用数据结构组织起来。###### 引用来自“中山野鬼”的答案 楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 你说的问题#1和文章中函数式风格一节抱怨employee_read无法和Callback兼容的问题是类似的,说到底就是因为C语言静态类型等语法特性导致了对函数式风格支持不好;同时也反向说明了为什么大多数支持函数式风格的语言会选择“动态类型”,并且支持灵活的可变个数参数等特性,都是为了辅助函数式风格的编码。 #2这一点我不太同意。C语言里虽然没有类的概念把数据和函数在语法层次上绑定在一起,但通过规范地命令提供隐喻,比如代码中,所有操作Employee对象的函数都以employee_前缀开头。而且,这些接口之间也有层级关系,符合下表描述的抽象屏障。如果你把Employee相关的声明、操作独立出来放在一个文件里,然后头文件里只放置公开的接口信息,这样就变得简洁多了。 最高层:使用API的程序 main 基于Employee的接口实现的高级操作 employee_print, employee_adjust_salary 基于最底层的C,对象Employee的最基础的操作,包括读入、释放、遍历等 employee_read, employee_free, foreach, with_open_file C语言本身提供的最底层的工具 struct Empoloyee, for, free, calloc... 例如C语言自带的操作文件的接口同样符合这样的抽象屏障:我们只需要使用fopen、fclose、fread、fwrite等一系列操作FILE对象的接口,无需关心FILE结构体里有些什么内容,表示什么意思,以及各个接口是怎么实现的。 #3的确是一个问题,而且我在文章里也可以没有提及,因为这不是这篇文章要表达的重点。它最本质的问题在于将集合的数据结构和单个对象的信息保存在同一个地方。其他语言,例如Java的java.util.*容器、C++的STL容器,都符合你的设计,将容器这个单一职责抽象出来。当然,我自己实际的工作也是这样做的。 ###### 引用来自“中山野鬼”的答案 另外,补充说一下,楼主的函数式风格,和我的函数式风格理解相差颇大。我的理解如下,所谓函数式风格,是将一批数据的若干处理,分解为正交串接的多个子步骤,每个步骤都是对整体数据的某个操作的实现。楼主的方案实质是对一个处理,可以挂接不同的操作方法。 我的理解函数式的风格在于每个独立模块处理极少的有逻辑关联的操作,可以看作针对一个数据池的原子操作。依次将数据池的数据灌入不同的独立模块,实现数据处理。当然差异的模块调用顺序和不同处理模块的组合,可以有不同的效果。 但无论如何,都是函数与数据松耦合的设计。这个和面向对象是反过来的。 我认为你说的是“责任单一原则”,让每个函数、每个模块责任都尽可能地单一,然后通过类似搭积木一样的灵活组合,完成不同的任务。就像UNIX下的命令,每个单独命令都只完成一件事情,通过管道等把这些功能单一的命令组织在一起,协作完成一个复杂的任务! 我个人认为这是一种设计思想,和源自Lambda演算的函数式风格并没有太大关系。 ###### 引用来自“杨同学”的答案 楼主的代码有很浓重的其他语言的味道 因为其他语言也能写“面向对象风格”和“函数式风格”的代码,并且看起来比C更“专业”。 ###### 引用来自“优游幻世”的答案 楼主文章不错,我看现在的C模块基本就是你所说的面向对象风格,其实就是用数据结构组织起来。 嗯,将数据和操作数据的方法集中在一起会让代码更容易维护。 就像我在六楼回复里提到的,很多C模块往往还会更进一步,把容器和对象也分离开来。这样容器能容纳各种不同的对象,对象则只保留数据本身,不关心和其他对象是以什么形式组织在一起的。 ###### 引用来自“redraiment”的答案 引用来自“中山野鬼”的答案 楼主这是节点遍历时,通过函数指针动态加载节点处理函数的设计方法。这个几年前写过,后来不这么写了。主要有以下几个问题。 1、每个节点被访问时,操作可能不一样,通用的函数指针的入口参数,要么可变参,要么多套,入口指针,都是很繁琐的事情,把代码逻辑结构搞的会更复杂。 2、操作函数和操作对象没有绑定,这个在规模开发时,很容易引起混乱。这样设计的代码,我自己到后面都觉得混乱,更别说基于我的架子让别人开发,楼主你的例子不够复杂可能感觉不到。 3、上面两个问题,也导致,代码复用率不高。 现在我的设计思想,如果是基础的数据结构,如同你这个例子中就是个线形表,我都全部独立成模版,在头文件中。 特定数据的处理不会和处理方法绑定,而是调用不同通用模块来处理,这样是尽可能的让数据和处理松耦合。而关联数据再怎么关联,处理时,也是一类整体处理的,同时一批数据再怎么复合,总可以拆成不同大部分串联处理(例如,读取、处理、写出,通过增加cache的方式可以分批分步骤完成,而不是读、处理、写 、一个完整操作周期,仅针对一个单元)。所以这类数据的整体处理落在通用模块里,通过数据和处理的紧耦合的提升效率。 你说的问题#1和文章中函数式风格一节抱怨employee_read无法和Callback兼容的问题是类似的,说到底就是因为C语言静态类型等语法特性导致了对函数式风格支持不好;同时也反向说明了为什么大多数支持函数式风格的语言会选择“动态类型”,并且支持灵活的可变个数参数等特性,都是为了辅助函数式风格的编码。 #2这一点我不太同意。C语言里虽然没有类的概念把数据和函数在语法层次上绑定在一起,但通过规范地命令提供隐喻,比如代码中,所有操作Employee对象的函数都以employee_前缀开头。而且,这些接口之间也有层级关系,符合下表描述的抽象屏障。如果你把Employee相关的声明、操作独立出来放在一个文件里,然后头文件里只放置公开的接口信息,这样就变得简洁多了。 最高层:使用API的程序 main 基于Employee的接口实现的高级操作 employee_print, employee_adjust_salary 基于最底层的C,对象Employee的最基础的操作,包括读入、释放、遍历等 employee_read, employee_free, foreach, with_open_file C语言本身提供的最底层的工具 struct Empoloyee, for, free, calloc... 例如C语言自带的操作文件的接口同样符合这样的抽象屏障:我们只需要使用fopen、fclose、fread、fwrite等一系列操作FILE对象的接口,无需关心FILE结构体里有些什么内容,表示什么意思,以及各个接口是怎么实现的。 #3的确是一个问题,而且我在文章里也可以没有提及,因为这不是这篇文章要表达的重点。它最本质的问题在于将集合的数据结构和单个对象的信息保存在同一个地方。其他语言,例如Java的java.util.*容器、C++的STL容器,都符合你的设计,将容器这个单一职责抽象出来。当然,我自己实际的工作也是这样做的。 第二个问题其实是不同设计思想的核心问题。你举的例子只能说是些简单的系统中的模块。如果是个大系统中的底层模块特别是引擎方面(会产生数据加工的),这种方法最终组合出来的系统,会比面向对象出来的类套类更复杂。说实话,还不如用面相对象实现。 面向对象,是将数据和操作,进行耦合,并且封装在类里面。这种做法是有它的好处的。这样不会导致数据和操作之间出现问题。而c如果这么写,说实话还不如用c++的类进行实现,因为类描述这些逻辑更为清晰,而且语法和编译器可以帮你做大量的事情。 而相反面向数据,是一批数据(不是一个具体数据单元),存在一批不同操作。如何分析数据之间的无关性和前后操作的无关性是重点,这两个分析清楚,那么并发计算,和分步骤计算就得以实现。并发计算不谈,分步骤计算的思想就是原子操作,或者微指令集管道设计思想。这样设计,可以令复杂的数据处理,根据流程细分到步骤,每个步骤细分到子步骤单元,而每个子步骤单元只负责处理,不负责数据的格式问题。 上面这段的设计思想和面向对象是反过来的,数据和操作松耦合。数据的特殊性导致的操作,是通过各种操作模块组合调用实现(这些操作模块可以看作上面独立的子步骤单元和外部特定数据结构无关的)。 这样做的好处是,模块的设计,可以独立进行,让外部数据格式依赖自身,而不是操作对应数据格式(面向对象是后者,成员变量类型决定了成员函数的实际操作),模块复用率高,同时是整批数据处理,只要数据流程(调用不同模块的系统设计良好),运行效率会很高。而且便于并发操作。 并发操作并不单单是一批数据,分层几组让同一个操作的多个进程处理。流水线技术的使用,一样可以实现。 这里顺带喷下hadoop。貌似hadoop的map reduce并没有在流水线方面有什么突破的思路,这块需要考虑到不同计算单元之间数据流动的费用, hadoop整天扯分布计算,根本不考虑数据整体计算周期内的相关性的问题,基本上都是推给用户自己处理,而用户应该无法控制具体计算硬件设备,最后能有好效果就扯淡了。

kun坤 2020-06-10 09:29:21 0 浏览量 回答数 0

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写JQuery插件的基本知识:报错

kun坤 2020-06-09 23:27:01 0 浏览量 回答数 1

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遍历一个 List 有哪些不同的方式?每种方法的实现原理是什么?Java 中 List 遍历的最佳实践是什么? 遍历方式有以下几种: for 循环遍历,基于计数器。在集合外部维护一个计数器,然后依次读取每一个位置的元素,当读取到最后一个元素后停止。 迭代器遍历,Iterator。Iterator 是面向对象的一个设计模式,目的是屏蔽不同数据集合的特点,统一遍历集合的接口。Java 在 Collections 中支持了 Iterator 模式。 foreach 循环遍历。foreach 内部也是采用了 Iterator 的方式实现,使用时不需要显式声明 Iterator 或计数器。优点是代码简洁,不易出错;缺点是只能做简单的遍历,不能在遍历过程中操作数据集合,例如删除、替换。 最佳实践:Java Collections 框架中提供了一个 RandomAccess 接口,用来标记 List 实现是否支持 Random Access。 如果一个数据集合实现了该接口,就意味着它支持 Random Access,按位置读取元素的平均时间复杂度为 O(1),如ArrayList。如果没有实现该接口,表示不支持 Random Access,如LinkedList。 推荐的做法就是,支持 Random Access 的列表可用 for 循环遍历,否则建议用 Iterator 或 foreach 遍历。 说一下 ArrayList 的优缺点 ArrayList的优点如下: ArrayList 底层以数组实现,是一种随机访问模式。ArrayList 实现了 RandomAccess 接口,因此查找的时候非常快。ArrayList 在顺序添加一个元素的时候非常方便。 ArrayList 的缺点如下: 删除元素的时候,需要做一次元素复制操作。如果要复制的元素很多,那么就会比较耗费性能。插入元素的时候,也需要做一次元素复制操作,缺点同上。 ArrayList 比较适合顺序添加、随机访问的场景。 如何实现数组和 List 之间的转换? 数组转 List:使用 Arrays. asList(array) 进行转换。List 转数组:使用 List 自带的 toArray() 方法。 代码示例: ArrayList 和 LinkedList 的区别是什么? 数据结构实现:ArrayList 是动态数组的数据结构实现,而 LinkedList 是双向链表的数据结构实现。随机访问效率:ArrayList 比 LinkedList 在随机访问的时候效率要高,因为 LinkedList 是线性的数据存储方式,所以需要移动指针从前往后依次查找。增加和删除效率:在非首尾的增加和删除操作,LinkedList 要比 ArrayList 效率要高,因为 ArrayList 增删操作要影响数组内的其他数据的下标。内存空间占用:LinkedList 比 ArrayList 更占内存,因为 LinkedList 的节点除了存储数据,还存储了两个引用,一个指向前一个元素,一个指向后一个元素。线程安全:ArrayList 和 LinkedList 都是不同步的,也就是不保证线程安全; 综合来说,在需要频繁读取集合中的元素时,更推荐使用 ArrayList,而在插入和删除操作较多时,更推荐使用 LinkedList。 补充:数据结构基础之双向链表 双向链表也叫双链表,是链表的一种,它的每个数据结点中都有两个指针,分别指向直接后继和直接前驱。所以,从双向链表中的任意一个结点开始,都可以很方便地访问它的前驱结点和后继结点。 ArrayList 和 Vector 的区别是什么? 这两个类都实现了 List 接口(List 接口继承了 Collection 接口),他们都是有序集合 线程安全:Vector 使用了 Synchronized 来实现线程同步,是线程安全的,而 ArrayList 是非线程安全的。性能:ArrayList 在性能方面要优于 Vector。扩容:ArrayList 和 Vector 都会根据实际的需要动态的调整容量,只不过在 Vector 扩容每次会增加 1 倍,而 ArrayList 只会增加 50%。 Vector类的所有方法都是同步的。可以由两个线程安全地访问一个Vector对象、但是一个线程访问Vector的话代码要在同步操作上耗费大量的时间。 Arraylist不是同步的,所以在不需要保证线程安全时时建议使用Arraylist。 插入数据时,ArrayList、LinkedList、Vector谁速度较快?阐述 ArrayList、Vector、LinkedList 的存储性能和特性? ArrayList、LinkedList、Vector 底层的实现都是使用数组方式存储数据。数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素,它们都允许直接按序号索引元素,但是插入元素要涉及数组元素移动等内存操作,所以索引数据快而插入数据慢。 Vector 中的方法由于加了 synchronized 修饰,因此 Vector 是线程安全容器,但性能上较ArrayList差。 LinkedList 使用双向链表实现存储,按序号索引数据需要进行前向或后向遍历,但插入数据时只需要记录当前项的前后项即可,所以 LinkedList 插入速度较快。 多线程场景下如何使用 ArrayList? ArrayList 不是线程安全的,如果遇到多线程场景,可以通过 Collections 的 synchronizedList 方法将其转换成线程安全的容器后再使用。例如像下面这样: 为什么 ArrayList 的 elementData 加上 transient 修饰? ArrayList 中的数组定义如下: private transient Object[] elementData; 再看一下 ArrayList 的定义: public class ArrayList extends AbstractList implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable 可以看到 ArrayList 实现了 Serializable 接口,这意味着 ArrayList 支持序列化。transient 的作用是说不希望 elementData 数组被序列化,重写了 writeObject 实现: 每次序列化时,先调用 defaultWriteObject() 方法序列化 ArrayList 中的非 transient 元素,然后遍历 elementData,只序列化已存入的元素,这样既加快了序列化的速度,又减小了序列化之后的文件大小。 List 和 Set 的区别 List , Set 都是继承自Collection 接口 List 特点:一个有序(元素存入集合的顺序和取出的顺序一致)容器,元素可以重复,可以插入多个null元素,元素都有索引。常用的实现类有 ArrayList、LinkedList 和 Vector。 Set 特点:一个无序(存入和取出顺序有可能不一致)容器,不可以存储重复元素,只允许存入一个null元素,必须保证元素唯一性。Set 接口常用实现类是 HashSet、LinkedHashSet 以及 TreeSet。 另外 List 支持for循环,也就是通过下标来遍历,也可以用迭代器,但是set只能用迭代,因为他无序,无法用下标来取得想要的值。 Set和List对比 Set:检索元素效率低下,删除和插入效率高,插入和删除不会引起元素位置改变。 List:和数组类似,List可以动态增长,查找元素效率高,插入删除元素效率低,因为会引起其他元素位置改变 Set接口 说一下 HashSet 的实现原理? HashSet 是基于 HashMap 实现的,HashSet的值存放于HashMap的key上,HashMap的value统一为PRESENT,因此 HashSet 的实现比较简单,相关 HashSet 的操作,基本上都是直接调用底层 HashMap 的相关方法来完成,HashSet 不允许重复的值。 HashSet如何检查重复?HashSet是如何保证数据不可重复的? 向HashSet 中add ()元素时,判断元素是否存在的依据,不仅要比较hash值,同时还要结合equles 方法比较。 HashSet 中的add ()方法会使用HashMap 的put()方法。 HashMap 的 key 是唯一的,由源码可以看出 HashSet 添加进去的值就是作为HashMap 的key,并且在HashMap中如果K/V相同时,会用新的V覆盖掉旧的V,然后返回旧的V。所以不会重复( HashMap 比较key是否相等是先比较hashcode 再比较equals )。 以下是HashSet 部分源码: hashCode()与equals()的相关规定: 如果两个对象相等,则hashcode一定也是相同的 两个对象相等,对两个equals方法返回true 两个对象有相同的hashcode值,它们也不一定是相等的 综上,equals方法被覆盖过,则hashCode方法也必须被覆盖 hashCode()的默认行为是对堆上的对象产生独特值。如果没有重写hashCode(),则该class的两个对象无论如何都不会相等(即使这两个对象指向相同的数据)。 ** ==与equals的区别** ==是判断两个变量或实例是不是指向同一个内存空间 equals是判断两个变量或实例所指向的内存空间的值是不是相同 ==是指对内存地址进行比较 equals()是对字符串的内容进行比较3.==指引用是否相同 equals()指的是值是否相同 HashSet与HashMap的区别 Queue BlockingQueue是什么? Java.util.concurrent.BlockingQueue是一个队列,在进行检索或移除一个元素的时候,它会等待队列变为非空;当在添加一个元素时,它会等待队列中的可用空间。BlockingQueue接口是Java集合框架的一部分,主要用于实现生产者-消费者模式。我们不需要担心等待生产者有可用的空间,或消费者有可用的对象,因为它都在BlockingQueue的实现类中被处理了。Java提供了集中BlockingQueue的实现,比如ArrayBlockingQueue、LinkedBlockingQueue、PriorityBlockingQueue,、SynchronousQueue等。 在 Queue 中 poll()和 remove()有什么区别? 相同点:都是返回第一个元素,并在队列中删除返回的对象。 不同点:如果没有元素 poll()会返回 null,而 remove()会直接抛出 NoSuchElementException 异常。 代码示例: Queue queue = new LinkedList (); queue. offer("string"); // add System. out. println(queue. poll()); System. out. println(queue. remove()); System. out. println(queue. size()); Map接口 说一下 HashMap 的实现原理? HashMap概述: HashMap是基于哈希表的Map接口的非同步实现。此实现提供所有可选的映射操作,并允许使用null值和null键。此类不保证映射的顺序,特别是它不保证该顺序恒久不变。 HashMap的数据结构: 在Java编程语言中,最基本的结构就是两种,一个是数组,另外一个是模拟指针(引用),所有的数据结构都可以用这两个基本结构来构造的,HashMap也不例外。HashMap实际上是一个“链表散列”的数据结构,即数组和链表的结合体。 HashMap 基于 Hash 算法实现的 当我们往Hashmap中put元素时,利用key的hashCode重新hash计算出当前对象的元素在数组中的下标存储时,如果出现hash值相同的key,此时有两种情况。(1)如果key相同,则覆盖原始值;(2)如果key不同(出现冲突),则将当前的key-value放入链表中获取时,直接找到hash值对应的下标,在进一步判断key是否相同,从而找到对应值。理解了以上过程就不难明白HashMap是如何解决hash冲突的问题,核心就是使用了数组的存储方式,然后将冲突的key的对象放入链表中,一旦发现冲突就在链表中做进一步的对比。 需要注意Jdk 1.8中对HashMap的实现做了优化,当链表中的节点数据超过八个之后,该链表会转为红黑树来提高查询效率,从原来的O(n)到O(logn) HashMap在JDK1.7和JDK1.8中有哪些不同?HashMap的底层实现 在Java中,保存数据有两种比较简单的数据结构:数组和链表。数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难;链表的特点是:寻址困难,但插入和删除容易;所以我们将数组和链表结合在一起,发挥两者各自的优势,使用一种叫做拉链法的方式可以解决哈希冲突。 JDK1.8之前 JDK1.8之前采用的是拉链法。拉链法:将链表和数组相结合。也就是说创建一个链表数组,数组中每一格就是一个链表。若遇到哈希冲突,则将冲突的值加到链表中即可。 JDK1.8之后 相比于之前的版本,jdk1.8在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。 JDK1.7 VS JDK1.8 比较 JDK1.8主要解决或优化了一下问题: resize 扩容优化引入了红黑树,目的是避免单条链表过长而影响查询效率,红黑树算法请参考解决了多线程死循环问题,但仍是非线程安全的,多线程时可能会造成数据丢失问题。 HashMap的put方法的具体流程? 当我们put的时候,首先计算 key的hash值,这里调用了 hash方法,hash方法实际是让key.hashCode()与key.hashCode()>>>16进行异或操作,高16bit补0,一个数和0异或不变,所以 hash 函数大概的作用就是:高16bit不变,低16bit和高16bit做了一个异或,目的是减少碰撞。按照函数注释,因为bucket数组大小是2的幂,计算下标index = (table.length - 1) & hash,如果不做 hash 处理,相当于散列生效的只有几个低 bit 位,为了减少散列的碰撞,设计者综合考虑了速度、作用、质量之后,使用高16bit和低16bit异或来简单处理减少碰撞,而且JDK8中用了复杂度 O(logn)的树结构来提升碰撞下的性能。 putVal方法执行流程图 ①.判断键值对数组table[i]是否为空或为null,否则执行resize()进行扩容; ②.根据键值key计算hash值得到插入的数组索引i,如果table[i]==null,直接新建节点添加,转向⑥,如果table[i]不为空,转向③; ③.判断table[i]的首个元素是否和key一样,如果相同直接覆盖value,否则转向④,这里的相同指的是hashCode以及equals; ④.判断table[i] 是否为treeNode,即table[i] 是否是红黑树,如果是红黑树,则直接在树中插入键值对,否则转向⑤; ⑤.遍历table[i],判断链表长度是否大于8,大于8的话把链表转换为红黑树,在红黑树中执行插入操作,否则进行链表的插入操作;遍历过程中若发现key已经存在直接覆盖value即可; ⑥.插入成功后,判断实际存在的键值对数量size是否超多了最大容量threshold,如果超过,进行扩容。 HashMap的扩容操作是怎么实现的? ①.在jdk1.8中,resize方法是在hashmap中的键值对大于阀值时或者初始化时,就调用resize方法进行扩容; ②.每次扩展的时候,都是扩展2倍; ③.扩展后Node对象的位置要么在原位置,要么移动到原偏移量两倍的位置。 在putVal()中,我们看到在这个函数里面使用到了2次resize()方法,resize()方法表示的在进行第一次初始化时会对其进行扩容,或者当该数组的实际大小大于其临界值值(第一次为12),这个时候在扩容的同时也会伴随的桶上面的元素进行重新分发,这也是JDK1.8版本的一个优化的地方,在1.7中,扩容之后需要重新去计算其Hash值,根据Hash值对其进行分发,但在1.8版本中,则是根据在同一个桶的位置中进行判断(e.hash & oldCap)是否为0,重新进行hash分配后,该元素的位置要么停留在原始位置,要么移动到原始位置+增加的数组大小这个位置上 HashMap是怎么解决哈希冲突的? 答:在解决这个问题之前,我们首先需要知道什么是哈希冲突,而在了解哈希冲突之前我们还要知道什么是哈希才行; 什么是哈希? Hash,一般翻译为“散列”,也有直接音译为“哈希”的,这就是把任意长度的输入通过散列算法,变换成固定长度的输出,该输出就是散列值(哈希值);这种转换是一种压缩映射,也就是,散列值的空间通常远小于输入的空间,不同的输入可能会散列成相同的输出,所以不可能从散列值来唯一的确定输入值。简单的说就是一种将任意长度的消息压缩到某一固定长度的消息摘要的函数。 所有散列函数都有如下一个基本特性**:根据同一散列函数计算出的散列值如果不同,那么输入值肯定也不同。但是,根据同一散列函数计算出的散列值如果相同,输入值不一定相同**。 什么是哈希冲突? 当两个不同的输入值,根据同一散列函数计算出相同的散列值的现象,我们就把它叫做碰撞(哈希碰撞)。 HashMap的数据结构 在Java中,保存数据有两种比较简单的数据结构:数组和链表。数组的特点是:寻址容易,插入和删除困难;链表的特点是:寻址困难,但插入和删除容易;所以我们将数组和链表结合在一起,发挥两者各自的优势,使用一种叫做链地址法的方式可以解决哈希冲突: 这样我们就可以将拥有相同哈希值的对象组织成一个链表放在hash值所对应的bucket下,但相比于hashCode返回的int类型,我们HashMap初始的容量大小DEFAULT_INITIAL_CAPACITY = 1 << 4(即2的四次方16)要远小于int类型的范围,所以我们如果只是单纯的用hashCode取余来获取对应的bucket这将会大大增加哈希碰撞的概率,并且最坏情况下还会将HashMap变成一个单链表,所以我们还需要对hashCode作一定的优化 hash()函数 上面提到的问题,主要是因为如果使用hashCode取余,那么相当于参与运算的只有hashCode的低位,高位是没有起到任何作用的,所以我们的思路就是让hashCode取值出的高位也参与运算,进一步降低hash碰撞的概率,使得数据分布更平均,我们把这样的操作称为扰动,在JDK 1.8中的hash()函数如下: static final int hash(Object key) { int h; return (key == null) ? 0 : (h = key.hashCode()) ^ (h >>> 16);// 与自己右移16位进行异或运算(高低位异或) } 这比在JDK 1.7中,更为简洁,相比在1.7中的4次位运算,5次异或运算(9次扰动),在1.8中,只进行了1次位运算和1次异或运算(2次扰动); JDK1.8新增红黑树 通过上面的链地址法(使用散列表)和扰动函数我们成功让我们的数据分布更平均,哈希碰撞减少,但是当我们的HashMap中存在大量数据时,加入我们某个bucket下对应的链表有n个元素,那么遍历时间复杂度就为O(n),为了针对这个问题,JDK1.8在HashMap中新增了红黑树的数据结构,进一步使得遍历复杂度降低至O(logn); 总结 简单总结一下HashMap是使用了哪些方法来有效解决哈希冲突的: 使用链地址法(使用散列表)来链接拥有相同hash值的数据;使用2次扰动函数(hash函数)来降低哈希冲突的概率,使得数据分布更平均;引入红黑树进一步降低遍历的时间复杂度,使得遍历更快; **能否使用任何类作为 Map 的 key? **可以使用任何类作为 Map 的 key,然而在使用之前,需要考虑以下几点: 如果类重写了 equals() 方法,也应该重写 hashCode() 方法。 类的所有实例需要遵循与 equals() 和 hashCode() 相关的规则。 如果一个类没有使用 equals(),不应该在 hashCode() 中使用它。 用户自定义 Key 类最佳实践是使之为不可变的,这样 hashCode() 值可以被缓存起来,拥有更好的性能。不可变的类也可以确保 hashCode() 和 equals() 在未来不会改变,这样就会解决与可变相关的问题了。 为什么HashMap中String、Integer这样的包装类适合作为K? 答:String、Integer等包装类的特性能够保证Hash值的不可更改性和计算准确性,能够有效的减少Hash碰撞的几率 都是final类型,即不可变性,保证key的不可更改性,不会存在获取hash值不同的情况 内部已重写了equals()、hashCode()等方法,遵守了HashMap内部的规范(不清楚可以去上面看看putValue的过程),不容易出现Hash值计算错误的情况; 如果使用Object作为HashMap的Key,应该怎么办呢? 答:重写hashCode()和equals()方法 重写hashCode()是因为需要计算存储数据的存储位置,需要注意不要试图从散列码计算中排除掉一个对象的关键部分来提高性能,这样虽然能更快但可能会导致更多的Hash碰撞; 重写equals()方法,需要遵守自反性、对称性、传递性、一致性以及对于任何非null的引用值x,x.equals(null)必须返回false的这几个特性,目的是为了保证key在哈希表中的唯一性; HashMap为什么不直接使用hashCode()处理后的哈希值直接作为table的下标 答:hashCode()方法返回的是int整数类型,其范围为-(2 ^ 31)~(2 ^ 31 - 1),约有40亿个映射空间,而HashMap的容量范围是在16(初始化默认值)~2 ^ 30,HashMap通常情况下是取不到最大值的,并且设备上也难以提供这么多的存储空间,从而导致通过hashCode()计算出的哈希值可能不在数组大小范围内,进而无法匹配存储位置; 那怎么解决呢? HashMap自己实现了自己的hash()方法,通过两次扰动使得它自己的哈希值高低位自行进行异或运算,降低哈希碰撞概率也使得数据分布更平均; 在保证数组长度为2的幂次方的时候,使用hash()运算之后的值与运算(&)(数组长度 - 1)来获取数组下标的方式进行存储,这样一来是比取余操作更加有效率,二来也是因为只有当数组长度为2的幂次方时,h&(length-1)才等价于h%length,三来解决了“哈希值与数组大小范围不匹配”的问题; HashMap 的长度为什么是2的幂次方 为了能让 HashMap 存取高效,尽量较少碰撞,也就是要尽量把数据分配均匀,每个链表/红黑树长度大致相同。这个实现就是把数据存到哪个链表/红黑树中的算法。 这个算法应该如何设计呢? 我们首先可能会想到采用%取余的操作来实现。但是,重点来了:“取余(%)操作中如果除数是2的幂次则等价于与其除数减一的与(&)操作(也就是说 hash%length==hash&(length-1)的前提是 length 是2的 n 次方;)。” 并且 采用二进制位操作 &,相对于%能够提高运算效率,这就解释了 HashMap 的长度为什么是2的幂次方。 那为什么是两次扰动呢? 答:这样就是加大哈希值低位的随机性,使得分布更均匀,从而提高对应数组存储下标位置的随机性&均匀性,最终减少Hash冲突,两次就够了,已经达到了高位低位同时参与运算的目的; HashMap 与 HashTable 有什么区别? 线程安全: HashMap 是非线程安全的,HashTable 是线程安全的;HashTable 内部的方法基本都经过 synchronized 修饰。(如果你要保证线程安全的话就使用 ConcurrentHashMap 吧!); 效率: 因为线程安全的问题,HashMap 要比 HashTable 效率高一点。另外,HashTable 基本被淘汰,不要在代码中使用它; 对Null key 和Null value的支持: HashMap 中,null 可以作为键,这样的键只有一个,可以有一个或多个键所对应的值为 null。但是在 HashTable 中 put 进的键值只要有一个 null,直接抛NullPointerException。 **初始容量大小和每次扩充容量大小的不同 **: ①创建时如果不指定容量初始值,Hashtable 默认的初始大小为11,之后每次扩充,容量变为原来的2n+1。HashMap 默认的初始化大小为16。之后每次扩充,容量变为原来的2倍。②创建时如果给定了容量初始值,那么 Hashtable 会直接使用你给定的大小,而 HashMap 会将其扩充为2的幂次方大小。也就是说 HashMap 总是使用2的幂作为哈希表的大小,后面会介绍到为什么是2的幂次方。 底层数据结构: JDK1.8 以后的 HashMap 在解决哈希冲突时有了较大的变化,当链表长度大于阈值(默认为8)时,将链表转化为红黑树,以减少搜索时间。Hashtable 没有这样的机制。 推荐使用:在 Hashtable 的类注释可以看到,Hashtable 是保留类不建议使用,推荐在单线程环境下使用 HashMap 替代,如果需要多线程使用则用 ConcurrentHashMap 替代。 如何决定使用 HashMap 还是 TreeMap? 对于在Map中插入、删除和定位元素这类操作,HashMap是最好的选择。然而,假如你需要对一个有序的key集合进行遍历,TreeMap是更好的选择。基于你的collection的大小,也许向HashMap中添加元素会更快,将map换为TreeMap进行有序key的遍历。 HashMap 和 ConcurrentHashMap 的区别 ConcurrentHashMap对整个桶数组进行了分割分段(Segment),然后在每一个分段上都用lock锁进行保护,相对于HashTable的synchronized锁的粒度更精细了一些,并发性能更好,而HashMap没有锁机制,不是线程安全的。(JDK1.8之后ConcurrentHashMap启用了一种全新的方式实现,利用CAS算法。) HashMap的键值对允许有null,但是ConCurrentHashMap都不允许。 ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别? ConcurrentHashMap 和 Hashtable 的区别主要体现在实现线程安全的方式上不同。 底层数据结构: JDK1.7的 ConcurrentHashMap 底层采用 分段的数组+链表 实现,JDK1.8 采用的数据结构跟HashMap1.8的结构一样,数组+链表/红黑二叉树。Hashtable 和 JDK1.8 之前的 HashMap 的底层数据结构类似都是采用 数组+链表 的形式,数组是 HashMap 的主体,链表则是主要为了解决哈希冲突而存在的; 实现线程安全的方式(重要): ① 在JDK1.7的时候,ConcurrentHashMap(分段锁) 对整个桶数组进行了分割分段(Segment),每一把锁只锁容器其中一部分数据,多线程访问容器里不同数据段的数据,就不会存在锁竞争,提高并发访问率。(默认分配16个Segment,比Hashtable效率提高16倍。) 到了 JDK1.8 的时候已经摒弃了Segment的概念,而是直接用 Node 数组+链表+红黑树的数据结构来实现,并发控制使用 synchronized 和 CAS 来操作。(JDK1.6以后 对 synchronized锁做了很多优化) 整个看起来就像是优化过且线程安全的 HashMap,虽然在JDK1.8中还能看到 Segment 的数据结构,但是已经简化了属性,只是为了兼容旧版本;② Hashtable(同一把锁) :使用 synchronized 来保证线程安全,效率非常低下。当一个线程访问同步方法时,其他线程也访问同步方法,可能会进入阻塞或轮询状态,如使用 put 添加元素,另一个线程不能使用 put 添加元素,也不能使用 get,竞争会越来越激烈效率越低。 两者的对比图: HashTable: JDK1.7的ConcurrentHashMap: JDK1.8的ConcurrentHashMap(TreeBin: 红黑二叉树节点 Node: 链表节点): 答:ConcurrentHashMap 结合了 HashMap 和 HashTable 二者的优势。HashMap 没有考虑同步,HashTable 考虑了同步的问题。但是 HashTable 在每次同步执行时都要锁住整个结构。 ConcurrentHashMap 锁的方式是稍微细粒度的。 ConcurrentHashMap 底层具体实现知道吗?实现原理是什么? JDK1.7 首先将数据分为一段一段的存储,然后给每一段数据配一把锁,当一个线程占用锁访问其中一个段数据时,其他段的数据也能被其他线程访问。 在JDK1.7中,ConcurrentHashMap采用Segment + HashEntry的方式进行实现,结构如下: 一个 ConcurrentHashMap 里包含一个 Segment 数组。Segment 的结构和HashMap类似,是一种数组和链表结构,一个 Segment 包含一个 HashEntry 数组,每个 HashEntry 是一个链表结构的元素,每个 Segment 守护着一个HashEntry数组里的元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment的锁。 该类包含两个静态内部类 HashEntry 和 Segment ;前者用来封装映射表的键值对,后者用来充当锁的角色;Segment 是一种可重入的锁 ReentrantLock,每个 Segment 守护一个HashEntry 数组里得元素,当对 HashEntry 数组的数据进行修改时,必须首先获得对应的 Segment 锁。 JDK1.8 在JDK1.8中,放弃了Segment臃肿的设计,取而代之的是采用Node + CAS + Synchronized来保证并发安全进行实现,synchronized只锁定当前链表或红黑二叉树的首节点,这样只要hash不冲突,就不会产生并发,效率又提升N倍。 结构如下: 如果该节点是TreeBin类型的节点,说明是红黑树结构,则通过putTreeVal方法往红黑树中插入节点;如果binCount不为0,说明put操作对数据产生了影响,如果当前链表的个数达到8个,则通过treeifyBin方法转化为红黑树,如果oldVal不为空,说明是一次更新操作,没有对元素个数产生影响,则直接返回旧值;如果插入的是一个新节点,则执行addCount()方法尝试更新元素个数baseCount; 辅助工具类 Array 和 ArrayList 有何区别? Array 可以存储基本数据类型和对象,ArrayList 只能存储对象。Array 是指定固定大小的,而 ArrayList 大小是自动扩展的。Array 内置方法没有 ArrayList 多,比如 addAll、removeAll、iteration 等方法只有 ArrayList 有。 对于基本类型数据,集合使用自动装箱来减少编码工作量。但是,当处理固定大小的基本数据类型的时候,这种方式相对比较慢。 如何实现 Array 和 List 之间的转换? Array 转 List: Arrays. asList(array) ;List 转 Array:List 的 toArray() 方法。 comparable 和 comparator的区别? comparable接口实际上是出自java.lang包,它有一个 compareTo(Object obj)方法用来排序comparator接口实际上是出自 java.util 包,它有一个compare(Object obj1, Object obj2)方法用来排序 一般我们需要对一个集合使用自定义排序时,我们就要重写compareTo方法或compare方法,当我们需要对某一个集合实现两种排序方式,比如一个song对象中的歌名和歌手名分别采用一种排序方法的话,我们可以重写compareTo方法和使用自制的Comparator方法或者以两个Comparator来实现歌名排序和歌星名排序,第二种代表我们只能使用两个参数版的Collections.sort(). 方法如何比较元素? TreeSet 要求存放的对象所属的类必须实现 Comparable 接口,该接口提供了比较元素的 compareTo()方法,当插入元素时会回调该方法比较元素的大小。TreeMap 要求存放的键值对映射的键必须实现 Comparable 接口从而根据键对元素进 行排 序。 Collections 工具类的 sort 方法有两种重载的形式, 第一种要求传入的待排序容器中存放的对象比较实现 Comparable 接口以实现元素的比较; 第二种不强制性的要求容器中的元素必须可比较,但是要求传入第二个参数,参数是Comparator 接口的子类型(需要重写 compare 方法实现元素的比较),相当于一个临时定义的排序规则,其实就是通过接口注入比较元素大小的算法,也是对回调模式的应用(Java 中对函数式编程的支持)。

剑曼红尘 2020-03-24 14:41:57 0 浏览量 回答数 0

问题

【精品问答】python技术1000问(2)

问问小秘 2019-12-01 22:03:02 68 浏览量 回答数 0
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