从 SparseArray 到 ArrayMap：Android 中轻量级集合框架的演进

2023-12-18 01:19:26

前言

在 Android 开发中，集合框架是不可或缺的基础组件，用于存储和组织各种数据类型。对于小型数据集，使用传统集合框架（如 HashMap 或 ArrayList）可能会造成内存浪费。为了解决这一问题，Android 平台先后引入了 SparseArray（API level 1）和 ArrayMap（API level 19），专为小数据量场景优化。

SparseArray：先驱者的创新

SparseArray 是一种稀疏数组，特别适用于以 int 为 key 的映射场景。与传统的 HashMap 相比，SparseArray 采用更为紧凑的数据结构，仅在需要时才分配内存。这对于存储大量键值对且值不为 null 的情况非常有利，因为 SparseArray 可以通过仅存储非空值的索引来节省大量空间。

ArrayMap：优化后的继任者

ArrayMap 在 SparseArray 的基础上进行了改进，提供了更通用的映射实现，不仅支持 int key，还支持任意对象 key。ArrayMap 采用数组和散列表相结合的混合数据结构，在小数据量场景下，相对于 HashMap 具有明显的内存占用和性能优势。

源码分析：揭示设计原理

深入分析 SparseArray 和 ArrayMap 的源码，可以揭示其设计背后的原理和优势：

SparseArray：

采用 int[] 数组存储 key，Object[] 数组存储 value。
通过 key 的 hash 值快速定位索引，从而直接获取 value。
如果 key 不存在，则返回 null，避免了空值的开销。

ArrayMap：

采用 Object[] 数组存储 key 和 value，并使用散列表进行索引。
散列表将 key 哈希化后映射到数组索引，实现快速查找。
数组中相邻元素存储 key 和 value，提高空间利用率。

演进历程：满足不断变化的需求

SparseArray 和 ArrayMap 的演进历程反映了 Android 平台对小数据量集合框架不断变化的需求：

SparseArray： 专为优化 int key 映射而设计，在 API level 1 引入，解决了早期 Android 版本中内存占用问题。
ArrayMap： 在 API level 19 引入，提供更通用的映射实现，支持任意对象 key，进一步提升了小数据量场景下的效率。

优缺点对比：选择合适的数据结构

SparseArray 和 ArrayMap 各有优缺点，开发者应根据具体场景选择合适的数据结构：

特征	SparseArray	ArrayMap
键类型	int	任意对象
内存占用	更小（仅存储非空值索引）	略大（存储所有键值对）
效率	较高（快速索引）	较高（散列表查找）
适用于	int key 映射场景	任意对象 key 映射场景