android sparseArray源码解析

android sparseArray源码解析

step1:背景

今天偶然看到了sparseArray，发现其主要是针对<(Integer,obj>的类型进行了优化，何为sparse？是稀疏的意思。指的是对稀疏数组情况的讨论

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。因此造成内存空间的浪费，为了节省内存空间，并且不影响数组中原有的内容值，我们可以采用一种压缩的方式来表示稀疏数组的内容。

step2:上源码

• 类结构图
  
• 构造函数
  SparseArray(int)可以指定容量

 public SparseArray(int initialCapacity) {        if (initialCapacity == 0) {            mKeys = EmptyArray.INT;            mValues = EmptyArray.OBJECT;        } else {            mValues = ArrayUtils.newUnpaddedObjectArray(initialCapacity);            mKeys = new int[mValues.length];        }        mSize = 0;    }

• 它有两个方法可以添加键值对
  
  • 1.put(int key, E value)

/**     * 朝map里面加入key，value的数据，如果key存在，替换操作     */    public void put(int key, E value) {        //二分查找，具体看step3        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);        if (i >= 0) {            mValues[i] = value;//找到，说明之前存在        } else {            i = ~i;//为负说明没找到            if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {                mKeys[i] = key;                mValues[i] = value;//添加key位置的value被删除了                return;            }            //需要gc或者是当前数组大小越界了            if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {                gc();//gc（）                // gc后index变化了，需要重新查找                i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);            }            //插入key和value到指定位置            mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);//            mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value);            mSize++;//当前大小+1        }    }

*  2.append(int key, E value) 

 public void append(int key, E value) {        if (mSize != 0 && key <= mKeys[mSize - 1]) {            put(key, value);            return;        }        if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {            gc();        }        mKeys = GrowingArrayUtils.append(mKeys, mSize, key);        mValues = GrowingArrayUtils.append(mValues, mSize, value);        mSize++;    }

• 有四个方法可以执行删除操作:
  
  • 1.delete(int key)

/**     * 移除指定key的value     */    public void delete(int key) {        int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);        if (i >= 0) {            if (mValues[i] != DELETED) {                mValues[i] = DELETED;//标记为DELETED                mGarbage = true;            }        }    }

*  2.remove(int key)

public void remove(int key) {        delete(key);    }

* 3. removeAt(int index)

 /**     * Removes the mapping at the specified index.     */    public void removeAt(int index) {        if (mValues[index] != DELETED) {            mValues[index] = DELETED;            mGarbage = true;        }    }

*   4.removeAtRange(int index, int size)

//移除index之后的size个元素    public void removeAtRange(int index, int size) {        final int end = Math.min(mSize, index + size);        for (int i = index; i < end; i++) {            removeAt(i);        }    }

step3:Util函数支持

put(int key, E value) 中出现了3个函数，现在我们一一解析
1)ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
2)gc();
3)GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);
* ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);

    static int binarySearch(int[] array, int size, int value) {        int lo = 0;        int hi = size - 1;    //说明array是排号序的,那么他们在哪里排序，在insert的时候排的        while (lo <= hi) {            final int mid = (lo + hi) >>> 1;            final int midVal = array[mid];            if (midVal < value) {                lo = mid + 1;            } else if (midVal > value) {                hi = mid - 1;            } else {                return mid;  // value found            }        }        return ~lo;  // value not present    }

• GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);

public static int[] insert(int[] array, int currentSize, int index, int element) {        assert currentSize <= array.length;        if (currentSize + 1 <= array.length) {//增加一个不越界的情况            System.arraycopy(array, index, array, index + 1, currentSize - index);            array[index] = element;            return array;        }        int[] newArray = ArrayUtils.newUnpaddedIntArray(growSize(currentSize));//数组扩容        System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, index);        newArray[index] = element;        System.arraycopy(array, index, newArray, index + 1, array.length - index);        return newArray;    }

• 3）gc

private void gc() {        // Log.e("SparseArray", "gc start with " + mSize);        int n = mSize;        int o = 0;        int[] keys = mKeys;        Object[] values = mValues;        for (int i = 0; i < n; i++) {            Object val = values[i];            if (val != DELETED) {                if (i != o) {                    keys[o] = keys[i];                    values[o] = val;                    values[i] = null;//value置空                }                o++;            }        }        mGarbage = false;        mSize = o;        // Log.e("SparseArray", "gc end with " + mSize);    }

总结：

SparseArray是android里为(Interger,Object)这样的Hashmap而专门写的类,目的是提高内存效率，其核心是折半查找函数（binarySearch）。注意内存二字很重要，因为它仅仅提高内存效率，而不是提高执行效率，所以也决定它只适用于android系统（内存对android项目有多重要，地球人都知道）。SparseArray有两个优点：1.避免了自动装箱（auto-boxing），2.数据结构不会依赖于外部对象映射。我们知道HashMap 采用一种所谓的“Hash 算法”来决定每个元素的存储位置，存放的都是数组元素的引用，通过每个对象的hash值来映射对象。而SparseArray则是用数组数据结构来保存映射，然后通过折半查找来找到对象。但其实一般来说，SparseArray执行效率比HashMap要慢一点，因为查找需要折半查找，而添加删除则需要在数组中执行，而HashMap都是通过外部映射。但相对来说影响不大，最主要是SparseArray不需要开辟内存空间来额外存储外部映射，从而节省内存。