浅析SparseArray的源码实现

最新推荐文章于 2023-02-06 18:45:48 发布

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最新推荐文章于 2023-02-06 18:45:48 发布 · 851 阅读

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#数据结构 #java #面试

本文深入解析SparseArray集合类，探讨其与HashMap的区别，包括key类型、内存占用、逻辑复杂度及性能对比。通过代码示例，详细阐述SparseArray的内部实现原理，包括增删查改操作及垃圾回收机制。

前言：

在我们学习一个新技术，新东西之前，我们往往会先考虑到以下几个问题：

SparseArray是什么？
SparseArray有什么优点和缺点？
SparseArray是如何实现这些优点？
SparseArray为什么会有这些缺点？

通过了解这些问题，我们才能做出合理的判断，来决定是否需要继续学习，以及如何正确的使用。这篇博客，将会照着这个思路，来浅析SparryArray。【SparryArray缩写成 SA】

一，SparseArray是什么 ?

SparseArray是一个类似于HashMap的集合类，其有别于HashMap的主要有以下几点：

key是基本的数据类型int。【优缺参半，限制了key的类型】
key，没有拆装箱操作，因为key是基本数据类型。【优点，减少内存占用】
key与value的映射，没有中间商赚差价。即HashMap里面，为了解决HashMap的冲突问题，额外创建的TreeNode，当出现Hash冲突时，key与value的映射，还需要走一层链表遍历查找。【优点，逻辑更简单，没有创建额外的对象(链表）】
集合操作的时间更慢，因为增删查改的时间复杂度，HashMap为O(1)【最理想时为O(1)，最不理想时是O(n)，JDK8后改用红黑树，时间优化为O(log(n))】，而SparryArray为O(log2n)。O(log2n)标准的折半查找的时间复杂度，而其内部实现，也正是用了折半查找的算法。因此，当集合的量超过1千条时，建议还是用回HashMap。【优缺参半，实现逻辑更简单，速度更慢】
数据结构不同，SparseArray，内部是两个数组，即数组+数组的形式【附图1所示】，分别用来存储key和value，它们的下标是一一对应的。而HashMap，则是数组+链表的形式【附图2所示】。【同4】
Android only, Java标准集合类库里面，没有这个类。其它Java项目，普遍不支持。但不排除有专门导入这个类文件的Java项目。【缺点】

二，为什么选择SparseArray?

通过第一部分，我们了解到，SparseArray是一个集合类，以及它相对于HashMap的几个区别点。通过区别点，我们了解到，当你需要使用HashMap来存储，以int类型为key，且数量较少[低于1k]时，使用SparseArray来代替HashMap，可以避免HashMap的自动拆装箱操作，以及键值对的两个数组的映射关系，一一对应(下标一致)，不用像HashMap一样，依赖链表来存储value，计算出key的下标后，还得再匹配一遍链表，才能获取到key对应的value。因此，我们应该只在恰当的业务需求下，使用SparseArray来代表HashMap。否则，得不偿失。

三，SparseArray的实现原理是什么?

SparseArray的内部实现原理，很简单。其内部结构是由两个数组组成，分别用来存储key和value。但是，key和value虽然分别存储在两个不同的数组里面，但他们所在的下标是一致的。 比方说，我往SparseArray, 存入一组数据：300和abc。假设，300被存到key数组的下标为8的地方。那么，abc一定是被存到value数组的下标为8的地方。这样，在查找时，只要求得key或value的下标，就可以知道另一个的下标。

那么，问题来了。这个下标是怎么得出来的？那得从put(int,T)方法讲起，也是时候，放点代码，提提神了。来人，上代码！

    
  public void put(int key, E value) {
   
   
  
        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);

        if (i >= 0) {
   
   
            mValues[i] = value;
        } else {
   
   
            i = ~i;

            if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {
   
   
                mKeys[i] = key;
                mValues[i] = value;
               return;
            }

            if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
   
   
                gc();
                // Search again because indices may have changed.
                i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
            }

            mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys