理解 SparseArray，在 Android 开发中高效管理稀疏数据

2023-12-05 14:49:42

Android 开发也要懂得数据结构 - SparseArray 源码

了解 Android 开发的你，是否曾在处理数据时遇到过空间浪费的问题？如果你使用过 HashMap，你可能会知道，当 HashMap 容量达到 75% 时，它将自动扩容，这意味着会有 25% 的空间被浪费。为了解决这个问题，Android 开发中引入了 SparseArray，一种专门为管理稀疏数据而设计的优化数据结构。

什么是 SparseArray？

SparseArray 是 Android SDK 中的一个类，它是一种稀疏数组，这意味着它只存储非零或非 null 值的键值对。与 HashMap 不同，SparseArray 不会为每个键分配空间，而是根据需要动态分配。这使得 SparseArray 在处理大量稀疏数据时非常高效，因为它可以显著减少内存占用。

SparseArray 的工作原理

SparseArray 使用一个内部数组来存储键值对。数组中的每个元素都包含一个键和一个与该键关联的值。 SparseArray 会跟踪数组中已使用的元素数，并仅为已使用的元素分配空间。对于未使用的元素，SparseArray 不会分配任何空间。

SparseArray 的优点

使用 SparseArray 有以下优点：

内存效率高： SparseArray 只为非零或非 null 值的键分配空间，从而最大限度地减少内存占用。
性能优化： 由于 SparseArray 的动态分配特性，它在处理大量稀疏数据时可以提供更好的性能。
API 简单易用： SparseArray 的 API 非常简单，与 HashMap 类似，这使得它易于学习和使用。

SparseArray 的源码分析

要深入了解 SparseArray 的工作原理，让我们分析一下它的源码（JDK 1.8）：

public class SparseArray<E> implements Cloneable {

    private static final Object DELETED = new Object();
    private boolean mGarbage = false;
    private int[] mKeys;
    private Object[] mValues;
    private int mSize;

    // 省略其他代码...
}

mKeys： 这个数组存储键。
mValues： 这个数组存储值。
mSize： 这个字段跟踪数组中已使用的元素数。
DELETED： 这是一个特殊值，用于标记已被删除的键。

使用 SparseArray

要使用 SparseArray，只需按照以下步骤操作：

创建一个 SparseArray 对象。
使用 put(key, value) 方法将键值对添加到 SparseArray 中。
使用 get(key) 方法检索与给定键关联的值。
使用 size() 方法获取 SparseArray 中已使用的元素数。

示例

以下示例展示了如何使用 SparseArray：

SparseArray<String> names = new SparseArray<>();
names.put(0, "Alice");
names.put(3, "Bob");

String alice = names.get(0); // 输出 Alice
String bob = names.get(3); // 输出 Bob