# 非线性容器

非线性容器实现能快速查找的数据结构，其底层通过hash或者红黑树实现，包括HashMap、HashSet、TreeMap、TreeSet、LightWeightMap、LightWeightSet、PlainArray七种。非线性容器中的key及value的类型均满足ECMA标准。

## 各非线性容器类型特征对比

|类名|特征及建议使用场景|
|:-------------|:--------------------------------------------------------------------------------|
|HashMap|存储具有关联关系的键值对集合。键唯一，依据键的hash值确定存储位置。访问速度快，但不能自定义排序。推荐用于需要快速存取、插入删除键值对数据时使用。|
|HashSet|存储一系列值的集合。值唯一，依据值的hash确定存储位置。允许放入null值，但不能自定义排序。适用于不重复的集合或去重某个集合。|
|TreeMap|存储具有关联关系的键值对集合。键唯一，允许用户自定义排序方法。适用于按序存储键值对的场景。|
|TreeSet|存储一系列值的集合。值唯一，允许用户自定义排序方法，但不建议放入null值。适用于按序存储集合的场景。|
|LightWeightMap|存储具有关联关系的键值对集合。键唯一，底层采用轻量级结构，空间占用小。推荐用于存取键值对数据且内存不充足时。|
|LightWeightSet|存储一系列值的集合。值唯一，底层采用轻量级结构，空间占用小。适用于不重复的集合或去重某个集合。|
|PlainArray|存储具有关联关系的键值对集合。键唯一，底层与LightWeightMap一样采用轻量级结构，键固定为number类型。适用于存储键为number类型键值对的场景。|

## HashMap

[HashMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-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通过泛型定义，利用键的哈希值确定存储位置，实现快速查找。初始容量为16，支持动态扩容，每次扩容为原容量的两倍。底层基于哈希表实现，冲突处理采用链地址法。

HashMap和[TreeMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-treemap)相比，HashMap依据键的hashCode存取数据，访问速度较快。TreeMap则按顺序存取，效率较低。

[HashSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashset)基于HashMap实现。HashMap的输入参数由key、value两个值组成。在HashSet中，只处理value对象。

需要快速存取、删除以及插入键值对数据时，推荐使用HashMap。

HashMap支持增、删、改、查操作，常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:---------------------------------------------------------------------------------------|:-------------------------|
|增加元素|set(key: K, value: V)|增加一个键值对。|
|访问元素|get(key: K)|获取key对应的value值。|
|访问元素|keys()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: HashMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个map的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>|创建迭代器以访问数据。|
|修改元素|replace(key: K, newValue: V)|修改指定key对应的value值。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: HashMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|遍历并修改整个map的元素。|
|删除元素|remove(key: K)|删除map中匹配到的键值对。|
|删除元素|clear()|清空整个map。|

## HashSet

[HashSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashset)可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

HashSet基于泛型定义，集合中通过value的hash值确定存储位置，从而快速找到该值。初始容量为16，支持动态扩容，每次扩容为原始容量的2倍。value的类型需满足ECMA标准。HashSet基于[HashMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashmap)实现，只处理value对象，底层数据结构与HashMap一致。

HashSet和[TreeSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-treeset)相比，HashSet中的数据无序存放，不支持用户指定排序方式，而TreeSet中的数据有序存放，支持用户通过排序函数对元素进行排序。它们集合中的元素都不允许重复，HashSet允许放入null值，但TreeSet不建议存放null值，可能会对排序结果产生影响。

可以利用HashSet的不重复特性，在需要去重或确保集合元素唯一性时使用。

HashSet支持增、删、改、查操作，常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:------------------------------------------------------------------------------------|:------------------------------|
|增加元素|add(value: T)|增加一个值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含set中的所有value。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含类似键值对的数组，键值都是value。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: HashSet<T>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个set的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: HashSet<T>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对set中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(value: T)|删除指定的元素。|
|删除元素|clear()|清空整个set。|

## TreeMap

[TreeMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-treemap)用于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对应一个value值。

TreeMap的key按照泛型定义有序存储，基于红黑树实现，支持快速插入和删除，key的类型需满足ECMA标准。

TreeMap和[HashMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashmap)相比，HashMap依据键的hashCode存取数据，访问速度较快。而TreeMap是有序存取，效率较低。

一般需要存储有序键值对的场景，可以使用TreeMap。

TreeMap支持增、删、改、查操作，常用 API 如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:---------------------------------------------------------------------------------------|:-----------------------------|
|增加元素|set(key: K, value: V)|增加一个键值对。|
|访问元素|get(key: K)|获取key对应的value值。|
|访问元素|getFirstKey()|获取map中排在首位的key值。|
|访问元素|getLastKey()|获取map中排在末位的key值。|
|访问元素|keys()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: TreeMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个map的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|replace(key: K, newValue: V)|修改指定key对应的value值。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: TreeMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对map中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(key: K)|删除map中匹配到的键值对。|
|删除元素|clear()|清空整个map。|

## TreeSet

[TreeSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-treeset)可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

TreeSet根据泛型定义有序存储值，底层实现基于红黑树，支持快速插入和删除。value的类型符合ECMA标准。

TreeSet基于[TreeMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-treemap)实现，仅处理value对象，用于存储值的集合，元素中value唯一，并支持按用户定义的排序函数排序。

TreeSet和[HashSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashset)相比，HashSet无序存放数据，TreeSet有序存放数据。两者元素均不允许重复，HashSet允许null值，但TreeSet不建议存放null值，可能影响排序。

在需要存储有序集合的场景中，可以使用TreeSet。

TreeSet支持增、删、改、查操作，常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:------------------------------------------------------------------------------------|:-----------------------------|
|增加元素|add(value: T)|增加一个值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含set中的所有value值。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含值的数组，值都是value。|
|访问元素|getFirstValue()|获取set中排在首位的value值。|
|访问元素|getLastValue()|获取set中排在末位的value值。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: TreeSet<T>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个set的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: TreeSet<T>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对set中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(value: T)|删除指定的元素。|
|删除元素|clear()|清空整个set。|

## LightWeightMap

[LightWeightMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-lightweightmap)用于存储具有唯一键的键值对集合，存储元素中key是唯一的，每个key会对应一个value值。LightWeightMap依据泛型定义，采用轻量级结构，底层通过hash实现唯一key，冲突策略为线性探测。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。

初始默认容量为8，每次扩容为原容量的2倍。

LightWeightMap和[HashMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashmap)都是用来存储具有关联关系的key-value键值对集合，但LightWeightMap占用内存更小。

当需要存储具有关联关系的key-value键值对集合时，推荐使用占用内存更小的LightWeightMap。

LightWeightMap支持增、删、改、查操作，常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:----------------------------------------------------------------------------------------------|:-----------------------------|
|增加元素|set(key: K, value: V)|增加一个键值对。|
|访问元素|get(key: K)|获取key对应的value值。|
|访问元素|getIndexOfKey(key: K)|获取map中指定key的index。|
|访问元素|getIndexOfValue(value: V)|获取map中指定value出现的第一个的index。|
|访问元素|keys()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有key值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有value值。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含map中的所有键值对。|
|访问元素|getKeyAt(index: number)|获取指定index对应的key值。|
|访问元素|getValueAt(index: number)|获取指定index对应的value值。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: LightWeightMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个map的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<[K,V]>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|setValueAt(index: number, newValue: V)|修改指定index对应的value值。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: V, key?: K, map?: LightWeightMap<K, V>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对map中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(key: K)|删除map中指定key匹配到的键值对。|
|删除元素|removeAt(index: number)|删除map中指定index对应的键值对。|
|删除元素|clear()|清空整个map。|

## LightWeightSet

[LightWeightSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-lightweightset)可用来存储一系列值的集合，存储元素中value是唯一的。

LightWeightSet依据泛型定义，采用更加轻量级的结构，初始默认容量为8，每次扩容为原始容量的2倍。集合中的value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value值，value的类型满足ECMA标准。

LightWeightSet底层通过hash表结构实现value的唯一性，冲突策略采用线性探测法，查找策略基于二分查找法。

LightWeightSet和[HashSet](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-hashset)都是用来存储值的集合，但LightWeightSet的占用内存更小。

当需要存取某个集合或是对某个集合去重时，推荐使用占用内存更小的LightWeightSet。

LightWeightSet支持增、删、改、查操作。常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:-------------------------------------------------------------------------------------------|:-----------------------------|
|增加元素|add(obj: T)|增加一个值。|
|访问元素|getIndexOf(key: T)|获取对应的index值。|
|访问元素|getValueAt(index: number)|获取指定index对应的value值。|
|访问元素|values()|返回一个迭代器对象，包含set中的所有value值。|
|访问元素|entries()|返回一个迭代器对象，包含值的数组，值都是value。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: LightWeightSet<T>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个set的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<T>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value?: T, key?: T, set?: LightWeightSet<T>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对set中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(key: T)|删除指定的元素。|
|删除元素|removeAt(index: number)|删除set中指定index对应的值。|
|删除元素|clear()|清空整个set。|

## PlainArray

[PlainArray](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-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。

初始默认容量为16，每次扩容为原始容量的2倍。

PlainArray和[LightWeightMap](https://developer.huawei.com/consumer/cn/doc/harmonyos-references/js-apis-lightweightmap)都用于存储键值对，且采用轻量级结构。不过，PlainArray的键值类型仅限于number。

当需要存储键为number类型的键值对时，可以使用PlainArray。

PlainArray支持增、删、改、查操作。常用API如下：

|操作|方法|描述|
|:---|:----------------------------------------------------------------------------------------------------|:------------------------------------|
|增加元素|add(key: number,value: T)|增加一个键值对。|
|访问元素|get(key: number)|获取key对应的value值。|
|访问元素|getIndexOfKey(key: number)|获取PlainArray中指定key的index。|
|访问元素|getIndexOfValue(value: T)|获取PlainArray中指定value出现的第一个的index。|
|访问元素|getKeyAt(index: number)|获取指定index对应的key值。|
|访问元素|getValueAt(index: number)|获取指定index对应的value值。|
|访问元素|forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, PlainArray?: PlainArray<T>) => void, thisArg?: Object)|遍历访问整个PlainArray的元素。|
|访问元素|[Symbol.iterator]():IterableIterator<[number, T]>|创建迭代器以进行数据访问。|
|修改元素|setValueAt(index:number, value: T)|修改指定index对应的value值。|
|修改元素|forEach(callbackFn: (value: T, index?: number, PlainArray?: PlainArray<T>) => void, thisArg?: Object)|通过遍历对PlainArray中的元素进行操作，可能包括但不限于修改元素。|
|删除元素|remove(key: number)|删除PlainArray中指定key匹配到的键值对。|
|删除元素|removeAt(index: number)|删除PlainArray中指定index对应的键值对。|
|删除元素|removeRangeFrom(index: number, size: number)|删除PlainArray中指定范围内的元素。|
|删除元素|clear()|清空整个PlainArray。|

## 非线性容器的使用

此处列举常用的非线性容器HashMap、TreeMap、LightWeightMap、PlainArray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，示例代码如下所示：

```TypeScript
// 导入HashMap，TreeMap，LightWeightMap，PlainArray模块
import { HashMap, TreeMap, LightWeightMap, PlainArray } from '@kit.ArkTS';

  // ...
  // HashMap
  let hashMap1: HashMap<string, number> = new HashMap();
  hashMap1.set('a', 123); // 增加一个键为'a'，值为123的元素
  let hashMap2: HashMap<number, number> = new HashMap();
  hashMap2.set(4, 123); // 增加一个键为4，值为123的元素
  console.info(`result: ${hashMap2.hasKey(4)}`); // 判断是否含有键为4的元素。输出：result: true
  // ...
  console.info(`result: ${hashMap1.get('a')}`); // 访问键为'a'的元素。输出：result: 123
  // ...
  // TreeMap
  let treeMap: TreeMap<string, number> = new TreeMap();
  treeMap.set('a', 123); // 增加一个键为'a'，值为123的元素
  treeMap.set('6', 356); // 增加一个键为'6'，值为356的元素
  console.info(`result: ${treeMap.get('a')}`); // 访问键为'a'的元素。输出：result: 123
  // ...
  console.info(`result: ${treeMap.getFirstKey()}`); // 访问首元素。输出：result: 6
  // ...
  console.info(`result: ${treeMap.getLastKey()}`); // 访问尾元素。输出：result: a
  // ...
  // LightWeightMap
  let lightWeightMap: LightWeightMap<string, number> = new LightWeightMap();
  lightWeightMap.set('x', 123); // 增加一个键为'x'，值为123的元素
  lightWeightMap.set('8', 356); // 增加一个键为'8'，值为356的元素
  console.info(`result: ${lightWeightMap.get('a')}`); // 访问键为'a'的元素。输出：result: undefined
  // ...
  console.info(`result: ${lightWeightMap.get('x')}`); // 访问键为'x'的元素，获取其值。输出：result: 123
  // ...
  console.info(`result: ${lightWeightMap.getIndexOfKey('8')}`); // 访问键为'8'的元素，获取其索引。输出：result: 0
  // ...
  // PlainArray
  let plainArray: PlainArray<string> = new PlainArray();
  plainArray.add(1, 'sdd'); // 增加一个键为1，值为'sdd'的元素
  plainArray.add(2, 'sff'); // 增加一个键为2，值为'sff'的元素
  console.info(`result: ${plainArray.get(1)}`); // 访问键为1的元素，获取值。输出：result: sdd
  // ...
  console.info(`result: ${plainArray.getKeyAt(1)}`); // 访问索引为1的元素，获取键。输出：result: 2
```