Objective-C 集合類全攻略：字典、集合、數組排序與高效遍歷

Objective-C 集合類全攻略：字典、集合、數組排序與高效遍歷

Foundation 框架提供的集合類（NSArray/NSDictionary/NSSet 及其可變對應類）是 iOS/macOS 開發的基石。本文系統整理不可變/可變字典、集合（含計數集合）、快速枚舉、數組排序（含數值排序陷阱）的核心 API、典型用法與性能考量。

一、字典（NSDictionary / NSMutableDictionary）

核心特徵

• 鍵值對存儲，Key 唯一且需遵循 NSCopying 協議（通常用 NSString），Value 必須是對象。
• 無序存儲，靠 Key 存取，平均 O(1)。
• 不可變類創建後不可增刪改，可變類支持動態操作。

創建與基本操作

// 不可變字典 - 現代語法 @{key: value, ...}
NSDictionary *dict = @{
    @"name": @"ZhangSan",
    @"age": @18,
    @"sex": @"Man"
};

// 讀取
NSString *name = dict[@"name"]; // 現代下標語法，等同 objectForKey:
NSArray *allKeys = [dict allKeys];
NSArray *allValues = [dict allValues];

// 快速枚舉 - 遍歷 Key
for (NSString *key in dict) {
    NSLog(@"%@: %@", key, dict[key]);
}

// 可變字典
NSMutableDictionary *mDict = [NSMutableDictionary dictionary];
mDict[@"height"] = @"170cm"; // 新增/修改
[mDict removeObjectForKey:@"age"]; // 刪除
// 批量操作
[mDict addEntriesFromDictionary:anotherDict];

二、集合（NSSet / NSMutableSet / NSCountedSet）

核心特徵

• 元素唯一、無序、必須是對象。
• NSSet 不可變，NSMutableSet 可增刪，NSCountedSet 可統計重複次數（底層仍去重，但維護計數）。

典型操作

// 創建
NSSet *set = [NSSet setWithObjects:@"北京", @"上海", @"廣州", nil];
// 注意：重複元素會被自動去重

// 判斷包含
if ([set containsObject:@"北京"]) { ... }

// 遍歷
for (NSString *city in set) { ... }

// 可變集合操作
NSMutableSet *mSet = [set mutableCopy];
[mSet addObject:@"深圳"];
[mSet removeObject:@"上海"];
[mSet unionSet:anotherSet]; // 並集
[mSet intersectSet:anotherSet]; // 交集

// NSCountedSet - 統計詞頻
NSArray *words = @[@"apple", @"banana", @"apple", @"apple", @"orange"];
NSCountedSet *counted = [NSCountedSet setWithArray:words];
NSLog(@"apple count: %lu", (unsigned long)[counted countForObject:@"apple"]); // 3

三、快速枚舉統一語法

for (Type *obj in collection) { ... }

快速枚舉比傳統 for (int i=0; i 更安全（防止越界）、更快（內部使用指針迭代）、語法更簡潔。

// 可變數組原地排序
NSMutableArray *mArr = [@[@3, @1, @4, @2] mutableCopy];
[mArr sortUsingSelector:@selector(compare:)];
// 結果: 1, 2, 3, 4

// 不可變數組返回新排序數組
NSArray *sorted = [@[@4, @2, @1, @3] sortedArrayUsingSelector:@selector(compare:)];

NSArray *sorted = [array sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(id obj1, id obj2) {
    // 降序
    return [obj2 compare:obj1];
}];

NSArray *stringNumbers = @[@"10", @"2", @"1", @"20"];
NSArray *correctSorted = [stringNumbers sortedArrayUsingComparator:^NSComparisonResult(NSString *s1, NSString *s2) {
    return @([s1 integerValue]).compare(@([s2 integerValue]));
}];
// 結果: 1, 2, 10, 20

// 或預先轉換為 NSNumber 數組
NSArray *numbers = [stringNumbers valueForKeyPath:@"@integerValue.self"]; // KVC 技巧
NSArray *sortedNumbers = [numbers sortedArrayUsingSelector:@selector(compare:)];