多用块枚举,与快速遍历少用for循环

2017/10/11 posted in  第七章 熟悉系统框架

我们在编程时,经常会需要遍历某个collection,例如NSArrary,NSDictionary,NSSet等。

我们经常使用for循坏来遍历,这样对于数组来说还好,但是根据定义,字典与set都是“无序的"(imoniered)所以无法根据特定的整数下标来直接访问其中的值。于是,就需要先获取字典里的所有键或是set里的所有对象,这两种情况下,都可以在获取到的有序数组上遍历,以便借此访问原字典及原set中的值。

但是创建这个附加数组会有额外开销,而且还会多创建一个数组对象,它会保留collection中的所有元素对象。 当然了,释放数组时这些附加对象也要释放,可是要调用本来不需执行的方法。其他各种遍 历方式都无须创建这种中介数组。

例如:

// Dictionary
NSDictionary *aDictionary = /* .... */;
NSArray *keys = [aDictionary allKeys]; 
for (int i = 0; i < keys.count; i++) { 
    id key = keys[i]; 
    id value = aDictionary[key];
    //Do something with 'key' and 'value'
}

//Set
NSSet *aSet = /* ... */;
NSArray *objects = [aSet allObjects]; 
for (int i = 0; i < objects.count; i++)
{ 
    id object = objects [i];
    //Do something with 'object'
} 

上述代码实现遍历比较麻烦,所以我们推荐使用快速遍历与块循环。

快速遍历

快速遍历是OC 2.0所引入的一个新功能。它语法更简洁,它为for循环开设了in关键字。这个关键字大幅简化了遍历collection所需的语法,比方说要遍历数组,就可以这么写:

NSArray *anArray = /* ••• */; 
for (id object in anArray) {
    //Do something with 'object'
}

这样写简单多了。如果某个类的对象支持快速遍历,那么就可以宣称自己遵从名为 NSFastEmimeraticm的协议,从而令开发者可以采用此语法来迭代该对象。

遍历字典与set为:

// Dictionary
NSDictionary *aDictionary = /* ... */; 
for (id key in aDictionary) {
    id value = aDictionary[key];
    //Do something with 'key' and 'value'
}

//Set
NSSet *aSet = /* ... */; 
for (id object in aSet) {
    //Do something with 'object'
}

由于NSEnumerator对象也实现了 NSFastEnumeration协议,所以能用来执行反向遍历。 若要反向遍历数组,可采用下面这种写法:

NSArray *anArray = /* ... */;
for (id object in [anArray reverseObjectEnumerator]){
    //Do something with 'object'
}

在目前所介绍的遍历方式中,这种办法是语法最简单且效率最髙的,然而如果在遍历字典时需要同时获取键与值,那么会多出来一步。而且,与传统的for循环不同,这种遍历方式无法轻松获取当前遍历操作所针对的下标。遍历时通常会用到这个下标,比如很多算法都需要它。

基于块的遍历

在当前的Objective-C语言中,最新引人的一种做法就是基于块来遍历。NSArray中定义了下面这个方法,它可以实现最基本的遍历功能:

-(void)enumerateObjectsUsingBlock:
        (void(^)(id object, NSUInteger idx, BOOL *stop))block

此之外,还有一系列类似的遍历方法,它们可以接受各种选项,以控制遍历操作,稍后将会讨论那些方法。

在遍历数组及set时,每次迭代都要执行由block参数所传人的块,在遍历数组及set时,每次迭代都要执行由block参数所传人的块,这个块有三个参数, 分别是当前迭代所针对的对象、所针对的下标,以及指向布尔值的指针。前两个参数的含义不言而喻。而通过第三个参数所提供的机制,开发者可以终止遍历操作。

例如,下面这段代码用此方法来遍历数组:

NSArray *anArray = /* ... */;
[anArray enumerateObjectsUsingBlock:
        ^(id object, NSUInteger id, BOOL *stop){
    //Do something with 'object' 
    if (shouldStop) {
        *stop = YES;
}

这种写法稍微多了几行代码,不过依然明晰,而且遍历时既能获取对象,也能知道其下标。此方法还提供了一种优雅的机制,用于终止遍历操作,开发者可以通过设定stop变最值来实现,当然,使用for等遍历方式时,也可以通过break来终止循环,那样做也很好。

此方式不仅可用来遍历数组。NSSet里面也有同样的块枚举方法,NSDictionary也是这样, 只是略有不同:

-(void)enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:
        (void(^)(id key, id object, BOOL *stop))block

因此,遍历字典与set也同样简单:

// Dictionary
NSDictionary *aDictionary = /* ... */;
[aDietionary enumerateKeysAndObjectsUsingBlock: 
        ^(id key, id object, BOOL *stop)){
            //Do something with 'key' and 'object' 
            if (shouldStop) {
            *stop = YES;
};

//Set
NSSet *aSet = /* ... */;
[aSet enumerateObjectsUsingBlock:
            ^(id object, BOOL *stop){
    //Do something with 'object' 
        if (shouldStop) {
            *stop = YES;
        }
  }];

此方式大大胜过其他方式的地方在于:遍历时可以直接从块里获取更多信息。在遍历数组时,可以知道当前所针对的下标。遍历有序set(NSOrderedSet)时也一样。而在遍历字典时,无须额外编码,即可同时获取键与值,因而省去了根据给定键来获取对应值这一步。用这种方式遍历字典,可以同时得知键与值,这很可能比其他方式快很多,因为在字典内部的数据结构中,键与值本来就是存储在一起的。

另一个好处就是:能够修改块的方法签名,以免进行类型转换操作,从效果上讲,相当于把本来需要执行的类型转换操作交给块方法签名来做。

比方说,要用“快速遍历法”来遍 历字典。若已知字典中的对象必为字符串,则可以这样编码:

for (NSString *key in aDictionary) {
    NSString *object = (NSString*)aDictionary[key];
    //Do something with 1 key1 and 1 object1
)

如果改用基于块的方式来遍历,那么就可以在块方法签名中直接转换:

NSDictionary ^aDictionary = /* ••• */;
[aDictionary enumerateKeysAndObjectsUsingBlock:
        ^(NSString *key, NSString *obj, BOOL *stop){
         //Do something with 'key' and 'obj'
}];

之所以能如此,是因为id类型相当特殊,它可以像本例这样,为其他类型所覆写。要是原来的块签名把键与值都定义成NSObject*,那这么写就不行了。此技巧初看不甚显眼,实 则相当有用。指定对象的精确类型之后,编译器就可以检测出开发者是否调用了该对象所不 具备的方法,并在发现这种问题时报错。如果能够确知某collection里的对象是什么类型, 那就应该使用这种方法指明其类型。

用此方式也可以执行反向遍历。数组、字典、set都实现了前述方法的另一个版本,使开发者可向其传入“选项掩码”(option mask):

-(void)enumerateObjectsWithOptions:
            (NSEnumerationOptions)options 
            usingBlock: 
            (void(^)(id obj, NSUInteger id, BOOL *stop))block

-(void)enumerateKeysAndObjectsWithOptions:
            (NSEnumerationOptions)options
            usingBlock:
            (void(^)(id key, id obj, BOOL *stop))block

NSEnumerationOptions类型是个enum,其各种取值可用“按位或”(bitwiseOR)连接,用以表明遍历方式。具体选项不再过多介绍。

总体来看,块枚举法拥有其他遍历方式都具备的优势,而且还能带来更多好处。与快速遍历法相比,它要多用一些代码,可是却能提供遍历时所针对的下标,在遍历字典时也能同时提供键与值,而且还有选项可以开启并发迭代功能,所以多写这点代码还是值得的。

要点

  • 遍历collection有多方式。最基本的办法是for循环,其次是NSEnumerator遍历法及快速遍历法,最新、最先进的方式则是“块枚举法”。
  • “块枚举法”本身就能通过GCD来并发执行遍历操作,无须另行编写代码。而采用其他遍历方式则无法轻易实现这一点。
  • 若提前知道待遍历的collection含有何种对象,则应修改块签名,指出对象的具体类型。