性能优化：使用SparseArray代替HashMap

HashMap是java里比较经常使用的一个集合类，我比较习惯用来缓存一些处理后的结果。最近在作一个Android项目，在代码中定义这样一个变量，实例化时，Eclipse却给出了一个 performance 警告。

 

意思就是说用SparseArray<E>来替代，以获取更好性能。老实说，对SparseArray并不熟悉，第一感受应该是Android提供的一个类。按住Ctrl点击进入SparseArray的源码，果不其然，肯定是Android提供的一个工具类。

单纯从字面上来理解，SparseArray指的是稀疏数组(Sparse array)，所谓稀疏数组就是数组中大部分的内容值都未被使用（或都为零），在数组中仅有少部分的空间使用。所以形成内存空间的浪费，为了节省内存空间，而且不影响数组中原有的内容值，咱们能够采用一种压缩的方式来表示稀疏数组的内容。

假设有一个9*7的数组，其内容以下：

 

 

在此数组中，共有63个空间，但却只使用了5个元素，形成58个元素空间的浪费。如下咱们就使用稀疏数组从新来定义这个数组：

 

 

其中在稀疏数组中第一部分所记录的是原数组的列数和行数以及元素使用的个数、第二部分所记录的是原数组中元素的位置和内容。通过压缩以后，原来须要声明大小为63的数组，而使用压缩后，只须要声明大小为6*3的数组，仅需18个存储空间。

 

继续阅读SparseArray的源码，从构造方法咱们能够看出，它和通常的List同样，能够预先设置容器大小，默认的大小是10：

 

[java]  view plain copy

1. public SparseArray() {  
2.     this(10);  
3. }  
4.   
5. public SparseArray(int initialCapacity) {  
6.     initialCapacity = ArrayUtils.idealIntArraySize(initialCapacity);  
7.   
8.     mKeys = new int[initialCapacity];  
9.     mValues = new Object[initialCapacity];  
10.     mSize = 0;  
11. }  

再来看看它对数据的“增删改查”。

它有两个方法能够添加键值对：

 

[java]  view plain copy

1. public void put(int key, E value) {}  
2. public void append(int key, E value){}  

有四个方法能够执行删除操做:

 

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1. public void delete(int key) {}  
2. public void remove(int key) {} //直接调用的delete(int key)  
3. public void removeAt(int index){}  
4. public void clear(){}  

修改数据起初觉得只有setValueAt(int index, E value)能够修改数据，但后来发现put(int key, E value)也能够修改数据，咱们查看put(int key, E value)的源码可知，在put数据以前，会先查找要put的数据是否已经存在，若是存在就是修改，不存在就添加。

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1. public void put(int key, E value) {  
2.     int i = binarySearch(mKeys, 0, mSize, key);  
3.   
4.     if (i >= 0) {  
5.         mValues[i] = value;  
6.     } else {  
7.         i = ~i;  
8.   
9.         if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {  
10.             mKeys[i] = key;  
11.             mValues[i] = value;  
12.             return;  
13.         }  
14.   
15.         if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {  
16.             gc();  
17.   
18.             // Search again because indices may have changed.  
19.             i = ~binarySearch(mKeys, 0, mSize, key);  
20.         }  
21.         …………  

 

 因此，修改数据实际也有两种方法：

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1. public void put(int key, E value)  
2. public void setValueAt(int index, E value)  

最后再来看看如何查找数据。有两个方法能够查询取值：

 

[java]  view plain copy

1. public E get(int key)  
2. public E get(int key, E valueIfKeyNotFound)  

其中get(int key)也只是调用了 get(int key,E valueIfKeyNotFound),最后一个从传参的变量名就能看出，传入的是找不到的时候返回的值.get(int key)当找不到的时候，默认返回null。

查看第几个位置的键：

[java]  view plain copy

1. public int keyAt(int index)  

[java]  view plain copy

1.    

有一点须要注意的是，查看键所在位置，因为是采用二分法查找键的位置，因此 找不到时返回小于0的数值，而不是返回-1。返回的负值是表示它在找不到时所在的位置。

查看第几个位置的值：

[java]  view plain copy

1. public E valueAt(int index)  

[java]  view plain copy

1.    

查看值所在位置，没有的话返回-1：

 

1	public int indexOfValue(E value)

最后，发现其核心就是折半查找函数（binarySearch），算法设计的很不错。

 

1	private static int binarySearch(int[] a,int start, int len, intkey) {

2	inthigh = start + len, low = start - 1, guess;

3

4	while(high - low > 1) {

5	guess = (high + low) /2;

6

7	if(a[guess] < key)

8	low = guess;

9

else

10	high = guess;

11

}

12

13	if(high == start + len)

14	return~(start + len);

15	elseif (a[high] == key)

16	returnhigh;

17

else

18	return~high;

19

}

相应的也有SparseBooleanArray，用来取代HashMap<Integer, Boolean>，SparseIntArray用来取代HashMap<Integer, Integer>，你们有兴趣的能够研究。

总结：SparseArray是android里为<Interger,Object>这样的Hashmap而专门写的类,目的是提升效率，其核心是折半查找函数（binarySearch）。在Android中，当咱们须要定义

 

1	HashMap<Integer, E> hashMap = new HashMap<Integer, E>();

时，咱们可使用以下的方式来取得更好的性能。

 

1	SparseArray<E> sparseArray = new SparseArray<E>();