OpenHarmony 3.1 Beta版本关键特性解析——ArkUI开发框架容器类API的介绍与使用

作者：刘鑫

容器类，望文生义便是存储的类，用于存储各种数据类型的元素，并具有一系列处理数据元素的办法。在 ArkUI 开发结构中，容器类选用了类似静态的言语来完成，并经过 NAPI 结构对外供给。经过对存储方位以及特点的约束，让每种类型的数据都能在完成本身功用的基础上剪除冗余分支，确保了数据的高效拜访，提升了运用的性能。本期，咱们将为咱们介绍 ArkUI 开发结构中容器类的各种类型以及相关 API 的运用。

容器类API介绍

在 ArkUI 开发结构中，供给了线性和非线性两类容器类，共 14 种，每种容器都有本身的特性及运用场景。下面，咱们将为咱们一一道来。

1.1线性容器类

线性容器类底层主要经过数组完成，包含 ArrayList、Vector、List、LinkedList、Deque、Queue、Stack 七种。线性容器类 API，充分考虑了数据拜访的速度，完成了运行时（Runtime）经过一条指令就能够完成增删改查等操作。

1.1.1 ArrayList

ArrayList 即动态数组，可用来结构大局的数组目标。ArrayList 根据泛型界说，要求存储方位是一片接连的内存空间，初始容量巨细为 10，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 1.5 倍。ArrayList 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.1.2 Vector

Vector 是指接连存储结构，可用来结构大局的数组目标。Vector 根据泛型界说，要求存储方位是一片接连的内存空间，初始容量巨细为 10，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的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 在支撑操作符拜访的基础上，还添加了 get/set 接口，供给更为完善的校验及容错机制，满意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：

1.1.3 List

List 可用来结构一个单向链表目标，即只能经过头结点开始拜访到尾节点。List 根据泛型界说，在内存中的存储方位可所以不接连的。

能够经过 get/set 等接口对存储的元素进行修正，List 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.1.4 LinkedList

LinkedList 可用来结构一个双向链表目标，能够在某一节点向前或许向后遍历 List。LinkedList 根据泛型界说，在内存中的存储方位可所以不接连的。

能够经过 get/set 等接口对存储的元素进行修正，LinkedList 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.1.5 Queue

Queue 可用来结构行列目标，存储元素遵从先进先出的规则。Queue 根据泛型界说，要求存储方位是一片接连的内存空间，初始容量巨细为 8，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。Queue 底层选用循环行列完成，入队及出队操作功率都比较高。Queue 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.1.6 Deque

Deque 可用来结构双端行列目标，存储元素遵从先进先出的规则，双端行列能够分别从对头或许队尾进行拜访。Deque 根据泛型界说，要求存储方位是一片接连的内存空间，其初始容量巨细为 8，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。Deque 底层选用循环行列完成，入队及出队操作功率都比较高。Deque 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.1.7 Stack

Stack 可用来结构栈目标，存储元素遵从后进先出的规则。Stack 根据泛型界说，要求存储方位是一片接连的内存空间，初始容量巨细为 8，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 1.5 倍。Stack 底层根据数组完成，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：

1.2非线性容器类

非线性容器类底层经过 hash 或许红黑树完成，包含 HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet、LightWeightMap、LightWeightSet、PlainArray 七种。非线性容器类中的 key 及 value 的类型均满意 ECMA 规范。

1.2.1 HashMap

HashMap 可用来存储具有相相联系的 key-value 键值对调集，存储元素中 key 是仅有的，每个 key 会对应一个 value 值。HashMap 根据泛型界说，调集中经过 key 的 hash 值确认其存储方位，从而快速找到键值对。HashMap 的初始容量巨细为 16，并支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。HashMap 底层根据 HashTable 完成，抵触战略选用链地址法。HashMap 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.2 HashSet

HashSet 可用来存储一系列值的调集，存储元素中 value 是仅有的。根据泛型界说。调集中经过 value 的 hash 值确认其存储方位，从而快速找到该值。HashSet 初始容量巨细为 16，支撑动态扩容，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。value 的类型满意 ECMA 规范中要求的类型。HashSet 底层根据 HashTable 完成，抵触战略选用链地址法。HashSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.3 TreeMap

TreeMap 可用来存储具有相相联系的 key-value 键值对调集，存储元素中 key 是仅有的，每个 key 会对应一个 value 值。TreeMap 根据泛型界说，调集中的 key 值是有序的，TreeMap 的底层是一棵二叉树，能够经过树的二叉查找快速地找到键值对。key 的类型满意 ECMA 规范中要求的类型。TreeMap 中的键值是有序存储的。TreeMap 底层根据红黑树完成，能够进行快速地刺进和删除。TreeMap 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.4 TreeSet

TreeSet 可用来存储一系列值的调集，存储元素中 value 是仅有的。TreeSet 根据泛型界说，调集中的 value 值是有序的，TreeSet 的底层是一棵二叉树，能够经过树的二叉查找快速地找到该 value 值，value 的类型满意 ECMA 规范中要求的类型。TreeSet 中的值是有序存储的。TreeSet 底层根据红黑树完成，能够进行快速地刺进和删除。TreeSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.5 LightWeightMap

LigthWeightMap 可用来存储具有相相联系的 key-value 键值对调集，存储元素中 key 是仅有的，每个 key 会对应一个 value 值。LigthWeightMap 根据泛型界说，选用愈加轻量级的结构，调集中的 key 值的查找依赖于 hash 值以及二分查找算法，经过一个数组存储 hash 值，然后映射到其他数组中的 key 值以及 value 值，key 的类型满意 ECMA 规范中要求的类型。

初始默许容量巨细为 8，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。LigthWeightMap 底层标识仅有 key 经过 hash 完成，其抵触战略为线性探测法，查找战略根据二分查找法。LigthWeightMap 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.6 LightWeightSet

LigthWeightSet 可用来存储一系列值的调集，存储元素中 value 是仅有的。LigthWeightSet 根据泛型界说，选用愈加轻量级的结构，初始默许容量巨细为 8，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。调集中的 value 值的查找依赖于 hash 以及二分查找算法，经过一个数组存储 hash 值，然后映射到其他数组中的 value 值，value 的类型满意 ECMA 规范中要求的类型。

LigthWeightSet 底层标识仅有 value 根据 hash 完成，其抵触战略为线性探测法，查找战略根据二分查找法。LigthWeightSet 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

1.2.7 PlainArray

PlainArray 可用来存储具有相相联系的键值对调集，存储元素中 key 是仅有的，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，类型根据泛型的界说，PlainArray 选用愈加轻量级的结构，调集中的 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。

初始默许容量巨细为 16，每次扩容巨细为原始容量的 2 倍。PlainArray 的查找战略根据二分查找法。PlainArray 进行增、删、改、查操作的相关 API 如下：

容器类的完成

下面咱们将以 ArrayList 为例，为咱们介绍，容器类的完成。包含容器类的初始化、容器类的接口调用、容器类目标模型的构建以及拦截器处理。

2.1 容器类初始化

在 ArkUI 开发结构中，经过 NAPI 的统一结构对外层供给容器类。下面，咱们将以 ArrayList 为例，介绍根据 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，会经过 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 并回来，最终运用侧能够获得该容器类并运用。

2.2 容器类接口调用

在 ArkUI 开发结构中，容器类 API 的调用流程如下，用户先经过 new ArrayList 进入引擎得到对应的 arraylist 目标，然后能够经过 add 接口向目标中添加元素，元素最终会添加到一片和该 arraylist 绑定的内存空间。能够经过 [] 操作符进行元素获取，对于容器类而言，引擎会直接经过快速路径拜访到元素存储方位，回来该值。

2.3 容器类目标模型

在 ArkUI 开发结构中，结构容器类目标模型的流程如下图所示，在运行时制止再向目标上添加 Properties 特点，ArrayList 借用目标模型中的 elements 方位存储元素。

完成阐明：经过 elements 存储数组元素，Length 为数组中元素个数，数组 Capatity 能够经过 elements 的长度获取。

扩容战略：ArrayList –> 1.5 倍

初始分配容量：ArrayList -> 10

（注：TS 中的完成，扩容战略及初始分配容量不感知)

2.4 拦截器处理

拦截器处理，是指经过制止掉一些影响目标行为的操作，比如 delete、setPrototype 等，在运行时（Runtime）保护一个高效的容器类目标。以 ArrayList 为例，ArkCompiler 内部拦截的操作主要触及 DeleteProperty、DefineProperty、GetProperty、SetPrototype、GetOwnPropertyKeys、HasProperty 等操作约束数组的 holy 添加，以及更改特点的 attributes 等操作，确保了不需要做 JSArray 必须做的 holy 判别、writable 判别等操作。

容器类API的运用

经过上文的介绍，信任咱们对容器类已经有了比较深入的知道。那么，咱们怎样运用容器类 API 呢？本文列举常用的典型容器的运用示例，包含导入模块、添加元素、拜访元素及修正等操作：\

// ArrayListimport ArrayList from '@ohos.util.ArrayList' // 导入ArrayList模块let arrayList = new ArrayList();arrayList.add("a");arrayList.add(1);    // 添加元素print(arrayList[0]); // 拜访元素arrayList[0] = one"; // 修正元素print(arrayList[0]);
// Vectorimport 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); // 添加元素print(vector[0]);  // 拜访元素print(vector.getFirstElement()); // 拜访元素
// Dequeimport Deque from '@ohos.util.Deque'  // 导入Deque模块let deque = new Deque;deque.insertFront("a");deque.insertFront(1); // 添加元素print(deque[0]);      // 拜访元素deque[0] = "one";     // 修正元素print(deque[0]);
// Stackimport Stack from '@ohos.util.Stack'  // 导入Stack模块  let stack = new Stack();stack.push("a");stack.push(1);   // 添加元素print(stack[0]); // 拜访元素stack.pop();     // 弹出元素print(stack.length);
// Listimport 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);        // 添加元素print(list[0]);     // 拜访元素print(list.get(0)); // 拜访元素
// HashMapimport HashMap from '@ohos.util.HashMap'   // 导入HashMap模块let hashMap = new HashMap();hashMap.set("a", 123);hashMap.set(4, 123);      // 添加元素print(hashMap.hasKey(4)); // 判别是否含有某元素print(hashMap.get("a"));  // 拜访元素
// TreeMapimport TreeMap from '@ohos.util.TreeMap'   // 导入TreeMap模块let treeMap = new TreeMap();treeMap.set("a", 123);treeMap.set("6", 356);           // 添加元素print(treeMap.get("a"));         // 拜访元素print(treeMap.getFirstKey("a")); // 拜访首元素print(treeMap.getLastKey("a"));  // 拜访尾元素
// LightWeightMapimport LightWeightMap from '@ohos.util.LightWeightMap' // 导入LightWeightMap模块let lightWeightMap = new LightWeightMap();lightWeightMap.set("x", 123);lightWeightMap.set("8", 356);   // 添加元素print(lightWeightMap.get("a")); // 拜访元素print(lightWeightMap.get("x")); // 拜访元素print(lightWeightMap.getIndexOfKey("8")); // 拜访元素
// PlainArrayimport PlainArray from '@ohos.util.PlainArray'   // 导入PlainArray模块let plainArray = new PlainArray();plainArray.add(1, "sdd");plainArray.add(2, "sff");      // 添加元素print(plainArray.get(1));      // 拜访元素print(plainArray.getKeyAt(1));//拜访元素

至此以上便是本期全部内容，等待广阔开发者经过 ArkUI 开发结构的容器类开发出更多高性能的运用。