透过源代码研究 SparseArray 和 ArrayMap 的实现原理

2023-12-17 05:07:45

前言

在 Android 开发中，数据结构的选择对于应用程序的性能和内存管理有着至关重要的影响。SparseArray 和 ArrayMap 是 Android 开发中常用的两种数据结构，它们都旨在优化内存的使用并提供高效的键值对存储功能。本文将深入探讨这两者的数据结构的实现原理，帮助您更深入地理解它们的底层机制。

SparseArray

SparseArray 是 Android 开发中常用的数据结构，它主要用于存储稀疏数组，即键值对中可能存在大量空值或缺失值的情况。SparseArray 的内部实现是一个有序数组，其中每个元素都包含一个键值对。与 HashMap 相比，SparseArray 的优势在于它能够更有效地存储稀疏数组，从而减少内存的使用。

SparseArray 的实现原理是通过将键值对存储在一个有序数组中，并使用二分查找算法来查找键值对。当向 SparseArray 中添加键值对时，SparseArray 会首先检查数组中是否已经存在该键，如果存在，则更新该键值对，否则会将该键值对添加到数组中并保持数组的有序性。

为了提高查找效率，SparseArray 使用二分查找算法来查找键值对。二分查找算法通过将数组划分为两半，并不断地将查找范围缩小，从而快速找到目标键值对。SparseArray 的二分查找算法是通过计算键的哈希值来实现的，这样可以将查找时间复杂度从 O(n) 降低到 O(log n)。

ArrayMap

ArrayMap 是 Android 开发中另一种常用的数据结构，它与 SparseArray 类似，也是一种键值对存储结构，但 ArrayMap 存储的是常规键值对，而不是稀疏数组。ArrayMap 的内部实现是一个哈希表，其中每个键值对存储在一个哈希桶中。当向 ArrayMap 中添加键值对时，ArrayMap 会首先计算键的哈希值，然后将键值对存储在对应的哈希桶中。

ArrayMap 的优势在于它能够高效地存储和查找键值对。与 HashMap 相比，ArrayMap 的哈希表结构能够减少哈希碰撞的发生，从而提高查找效率。此外，ArrayMap 还支持快速迭代键值对，使其在某些情况下比 HashMap 更具优势。

SparseArray 与 ArrayMap 的对比

SparseArray 和 ArrayMap 都是 Android 开发中常用的数据结构，它们都具有各自的优势和劣势。SparseArray 适用于存储稀疏数组，而 ArrayMap 适用于存储常规键值对。SparseArray 使用二分查找算法来查找键值对，而 ArrayMap 使用哈希表结构来存储键值对。

在内存使用方面，SparseArray 通常比 ArrayMap 更加高效，因为 SparseArray 只存储存在的键值对，而 ArrayMap 需要为所有可能的键值对分配空间。在查找速度方面，ArrayMap 通常比 SparseArray 更快，因为 ArrayMap 的哈希表结构能够减少哈希碰撞的发生。