关于SparseArray
SparseArray
是 Android SDK 提供的将 integers 映射到对象的容器。相对于 HashMap
更节省内存,因为它避免了 key 发生自动装箱,同时不用额外的对象来表示映射关系。
SparseArray
使用二分查找来查询 key,这意味着,key 是有序存储的,而且不适用于大量数据的情况。通常情况下,它的查找比 HashMap
慢。
为了提高性能,SparseArray
在删除 key 时,不会立即调整数据结构,而是将该条目标记为删除,在之后使用相同 key 时可以复用或者垃圾回收操作中进行调整。
垃圾回收操作会发生在需要扩容、获取size 或者检索条目值时
源码分析
构造函数
SparseArray
有两个构造函数
private int[] mKeys;
private Object[] mValues;
public SparseArray() {
this(10);
}
public SparseArray(int initialCapacity) {
if (initialCapacity == 0) {
mKeys = EmptyArray.INT;
mValues = EmptyArray.OBJECT;
} else {
mValues = ArrayUtils.newUnpaddedObjectArray(initialCapacity);
mKeys = new int[mValues.length];
}
mSize = 0;
}
如果使用不指定初始化容量,将使用默认 10,可以看到,SparseArray
内部使用两个数组来分别存储 key 和 value
put
如果 key 没有存在,则添加,否则进行替换操作
public void put(int key, E value) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) {
// key 已经存在,替换
mValues[i] = value;
} else {
// key 不存在,取反获取 key 应该插入的下标
i = ~i;
if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {
// 复用被标记为 DELETED 的条目
mKeys[i] = key;
mValues[i] = value;
return;
}
if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
// 需要扩容
gc();
// Search again because indices may have changed.
i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
}
// 插入新的条目
mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);
mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value);
mSize++;
}
}
static int binarySearch(int[] array, int size, int value) {
int lo = 0;
int hi = size - 1;
while (lo <= hi) {
final int mid = (lo + hi) >>> 1;
final int midVal = array[mid];
if (midVal < value) {
lo = mid + 1;
} else if (midVal > value) {
hi = mid - 1;
} else {
return mid; // value found
}
}
return ~lo; // value not present
}
binarySearch
就是二分查找算法的实现 ,需要注意的是,如果没有查找到,则返回 ~lo
这里的
lo
可以认为是,虽然没有查找到指定的值,但这是最接近的,换句话说,这个是指定值应该插入的位置比如:在 1,2,3,4,6,7 查找 5,那么
binarySearch
将返回~4
get
get 操作比较简单,同样的先二分查找 key,存在则返回,否则返回默认值
public E get(int key, E valueIfKeyNotFound) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i < 0 || mValues[i] == DELETED) {
return valueIfKeyNotFound;
} else {
return (E) mValues[i];
}
}
remove
remove 操作实际调用 delete
方法
public void delete(int key) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) {
if (mValues[i] != DELETED) {
// 只是标记为 DELETED
mValues[i] = DELETED;
// 需要回收
mGarbage = true;
}
}
}
size
调用 size
之后,会先检查是否需要 gc
即回收操作
public int size() {
if (mGarbage) {
gc();
}
return mSize;
}
gc
在调用 size
和涉及 index 相关的方法时,都会检查是否需要 gc
,比如 keyAt
等
private void gc() {
// Log.e("SparseArray", "gc start with " + mSize);
int n = mSize;
int o = 0;
int[] keys = mKeys;
Object[] values = mValues;
for (int i = 0; i < n; i++) {
// 将没有标记为 DELETED 的条目移到新位置,清除 DELETED
Object val = values[i];
if (val != DELETED) {
if (i != o) {
keys[o] = keys[i];
values[o] = val;
values[i] = null;
}
o++;
}
}
mGarbage = false;
mSize = o;
// Log.e("SparseArray", "gc end with " + mSize);
}
总结
SparseArray
是用两个数组来分别存储 key 和 value,其中 key 是 int[]
避免了自动装箱,同时是升序的,所以查找 key 可以使用二分查找,相对于 HashMap
更省内存,但检索速度更慢。在数据量较少的情况下,可以使用 SparseArray
代替 HashMap