面试题：Objective-C中NSMapTable在复杂数据结构中的应用场景

Question

假设你正在开发一个大型项目，涉及到复杂的数据结构，需要使用键值对存储不同类型的对象，并且希望对值对象采用弱引用。请详细阐述如何使用NSMapTable来设计这样的数据结构，包括如何初始化NSMapTable，如何添加、获取和移除键值对等操作，以及在多线程环境下可能需要考虑的问题。

Answer 1

初始化NSMapTable

在Objective-C中，使用NSMapTable存储键值对并对值采用弱引用，初始化如下：

NSMapTable *mapTable = [NSMapTable mapTableWithKeyOptions:NSPointerFunctionsStrongMemory valueOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory];

这里NSPointerFunctionsStrongMemory表示键使用强引用，NSPointerFunctionsWeakMemory表示值使用弱引用。

添加键值对

添加键值对可以使用setObject:forKey:方法：

id key = [[NSObject alloc] init];
id value = [[NSObject alloc] init];
[mapTable setObject:value forKey:key];

获取键值对

获取键值对使用objectForKey:方法：

id retrievedValue = [mapTable objectForKey:key];

移除键值对

移除键值对使用removeObjectForKey:方法：

[mapTable removeObjectForKey:key];

多线程环境下的考虑

1. 线程安全：NSMapTable本身不是线程安全的。在多线程环境下，同时进行读写操作可能导致数据竞争和未定义行为。
2. 解决方案：
   • 使用锁：可以使用NSLock或@synchronized块来保护对NSMapTable的操作。例如：

NSLock *lock = [[NSLock alloc] init];
// 添加操作
[lock lock];
[mapTable setObject:newValue forKey:newKey];
[lock unlock];

// 获取操作
[lock lock];
id retrievedValue = [mapTable objectForKey:key];
[lock unlock];

- **使用队列**：利用`dispatch_queue_t`，将对`NSMapTable`的所有操作都放在同一个队列中执行，保证操作的顺序性，避免竞争条件。

dispatch_queue_t queue = dispatch_queue_create("com.example.mapTableQueue", DISPATCH_QUEUE_SERIAL);
dispatch_async(queue, ^{
    [mapTable setObject:newValue forKey:newKey];
});