一. 使用 NSValue

NSValue 可以弱引用保存一個對象，我們可以使用這種方法間接的引用。

NSMutableArray *array = @[].mutableCopy;
// 添加
NSObject *obj = [NSObject new];
[array addObject:[NSValue valueWithNonretainedObject:obj]];
// 讀取
NSValue *value = array[0];
NSObject *obj2 = [value nonretainedObjectValue];

注意：使用 NSValue 的方式，確實可以實現(xiàn)對對象的弱引用（即被添加到集合中時，對象的引用計數(shù)不會+1），但是當(dāng)對象被釋放的時候，數(shù)組中對應(yīng)的對象會變成野指針，因此需要手動刪除 NSArray 中對應(yīng)對象的值，否則會在執(zhí)行 [value nonretainedObjectValue] 時崩潰；而使用 NSPointerArray 不會有這個問題，對象的釋放會使得集合中的對象變?yōu)?NULL

二. 使用 NSPointerArray，NSMapTable，NSHashTable

在iOS6.0之后出現(xiàn)了NSPointerArray，NSMapTable，NSHashTable。
用法分別對應(yīng) NSMutableArray，NSMutableDictionary，NSMutableSet。

- 1. NSPointerArray

特性介紹

NSPointerArray 是 NSArray 的通用版本，和 NSArray/NSMutableArray 不同的是，NSPointerArray 具有下面這些特性：

• 與 NSArray/NSMutableArray 相對應(yīng)，NSArray/NSMutableArray 強引用集合對象
• NSPointerArray 可以弱引用集合對象，一旦對象沒人持有了，NSPointerArray 中對應(yīng)的項會被變成 NULL
• NSPointerArray 是可變的，沒有不可變的版本
• NSPointerArray 可以存儲 NULL，NULL 參與 count 計算
• NSPointerArray 的 count 可以被設(shè)置，如果直接設(shè)置 count，多余的位置會使用 NULL 占位
• NSPointerArray 存儲的是指針類型 void * 而不是對象，所以需要 __bridge 進行轉(zhuǎn)換
• 使用 addPointer 和 pointerAtIndex 來存取指針

- (instancetype)initWithOptions:(NSPointerFunctionsOptions)options;
- (instancetype)initWithPointerFunctions:(NSPointerFunctions *)functions;

NSPointerFunctionsOptions 枚舉定義著內(nèi)存管理策略、方法特性和內(nèi)存標識，以下是幾個常用的枚舉值：
內(nèi)存管理策略：
NSPointerFunctionsStrongMemory：強引用成員
NSPointerFunctionsMallocMemory： 用于 Mach 的 虛擬內(nèi)存管理
NSPointerFunctionsMachVirtualMemory： 用于 Mach 的 虛擬內(nèi)存管理
NSPointerFunctionsWeakMemory：弱引用成員

方法特性：
NSPointerFunctionsObjectPersonality：hash、isEqual、對象描述
NSPointerFunctionsOpaquePersonality：pointer 的 hash 、直接判等

內(nèi)存標識：
NSPointerFunctionsCopyIn 添加成員時進行 copy 操作

提供 compact 方法剔除 NULL 元素

NSPointerArray 可以存儲 NULL，作為補充，它也提供了 compact 方法，用于剔除數(shù)組中為 NULL 的成員。但是 compact 函數(shù)有個已經(jīng)報備的 bug，每次 compact 之前需要添加一個 NULL，否則會 compact 失敗

弱引用測試代碼

NSPointerArray *pointerArray = [[NSPointerArray alloc] initWithOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory];
@autoreleasepool{
    NSObject *obj = [NSObject new];
    [pointerArray addPointer:(__bridge void *)obj];
    NSLog(@"NSPointerArray is: %p count: %@", [pointerArray pointerAtIndex:0], @(pointerArray.count));
    // 輸出 NSPointerArray is: 0x60000000e800 count: 1
}
NSLog(@"After Release NSPointerArray is: %p count: %@", [pointerArray pointerAtIndex:0], @(pointerArray.count));
// 輸出 After Release NSPointerArray is: 0x0 count: 1
    
// 每次 compact 之前需要添加 NULL，規(guī)避系統(tǒng) Bug
[pointerArray addPointer:NULL];
    
[pointerArray compact];
    
NSLog(@"After Compact NSPointerArray count: %@", @(pointerArray.count));
// 輸出 After Compact NSPointerArray count: 0

- 2. NSHashTable

特性介紹

NSHashTable 是 NSSet 的通用版本，和 NSSet / NSMutableSet 不同的是，NSHashTable 具有下面這些特性:

• 與 NSSet/NSMutableSet 相對應(yīng)，NSSet/NSMutableSet 強引用集合對象
• NSHashTable 可以弱引用集合對象，一旦對象沒人持有了，NSHashTable 中的值也會被移除
• NSHashTable 是可變的，沒有不可變的版本
• 除了存儲對象，NSHashTable 也可以存儲任意指針，比如 void *

初始化參數(shù)

+ (NSHashTable<ObjectType> *)hashTableWithOptions:(NSPointerFunctionsOptions)options;

NSHashTableOptions 的取值如下：

• NSHashTableStrongMemory: 默認值，強引用集合對象，與 NSSet 一樣
• NSHashTableWeakMemory: 弱引用集合對象
• NSHashTableZeroingWeakMemory: 廢棄，請使用 NSHashTableWeakMemory
• NSHashTableCopyIn: 在將對象添加到集合之前，會拷貝對象
• NSHashTableObjectPointerPersonality: 使用 shifted pointer 來做 hash 檢測及確定兩個對象是否相等

弱引用測試代碼

NSHashTable *hashTable = [NSHashTable hashTableWithOptions:NSPointerFunctionsWeakMemory];
@autoreleasepool {
    NSObject *obj = [NSObject new];
    [hashTable addObject:obj];
    NSLog(@"hashTable is: %@", hashTable);
    // hashTable is: NSHashTable {[3] <NSObject: 0x6000035e3f60>}
}
    
NSLog(@"hashTable is: %@", hashTable);
// hashTable is: NSHashTable {}

- 3. NSMapTable

特性介紹

NSMapTable 是 NSDictionary 的通用版本，和 NSDictionary/NSMutableDictionary 不同的是，NSMapTable 具有下面這些特性:

• 與 NSDictionary/NSMutableDictionary 相對應(yīng)，NSDictionary/NSMutableDictionary 對 Key 拷貝，對 Value 強引用
• key 和 value 的內(nèi)存管理方式可以分開，如：key 是強引用，value 是弱引用
• NSMapTable 可以弱引用 Key 和 Value，一旦 Key 或 Value 中的某一個沒人持有了，NSMapTable 中對應(yīng)的項也會被移除
• NSMapTable 是可變的，沒有不可變的版本
• 除了存儲對象，NSMapTable 也可以存儲任意指針，比如 void *

總結(jié)起來一共有 4 種可能：

• key 為 strong，value 為 strong
• key 為 strong，value 為 weak
• key 為 weak，value 為 strong
• key 為 weak，value 為 weak
  當(dāng)用 weak 修飾 key 或 value 時，有一方被釋放，則該鍵值對移除

初始化參數(shù)

可以在初始化 NSMapTable 時指定 NSPointerFunctionsOptions 來分別確定對 Key 和 Value 的內(nèi)存引用

+ (NSMapTable<KeyType, ObjectType> *)mapTableWithKeyOptions:(NSPointerFunctionsOptions)keyOptions valueOptions:(NSPointerFunctionsOptions)valueOptions;

• NSMapTableStrongMemory: 默認值，強引用 Key/Value
• NSMapTableWeakMemory: 弱引用 Key/Value
• NSHashTableZeroingWeakMemory: 廢棄，請使用 NSMapTableWeakMemory
• NSMapTableCopyIn: 在將對象添加到集合之前，會拷貝對象
• NSMapTableObjectPointerPersonality: 使用 shifted pointer 來做 hash 檢測及確定兩個對象是否相等

弱引用測試代碼

NSMapTable *mapTable = [NSMapTable weakToStrongObjectsMapTable];
@autoreleasepool {
    NSObject *key = [NSObject new];
    NSObject *value = [NSObject new];
    [mapTable setObject:value forKey:key];
    NSLog(@"mapTable is: %@", mapTable);
    // mapTable is: NSMapTable {<NSObject: 0x6000008df890> -> <NSObject: 0x6000008df870>}
}
    
NSLog(@"mapTable is: %@", mapTable);
// mapTable is: NSMapTable {}
// key 是 weak 引用，所以析構(gòu)之后 NSMapTable 就會移除對應(yīng)的項

參照

參考： 弱引用集合對象

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