性能優化：使用SparseArray代替HashMap

HashMap是java裏比較經常使用的一個集合類，我比較習慣用來緩存一些處理後的結果。最近在作一個Android項目，在代碼中定義這樣一個變量，實例化時，Eclipse卻給出了一個 performance 警告。

 

意思就是說用SparseArray<E>來替代，以獲取更好性能。老實說，對SparseArray並不熟悉，第一感受應該是Android提供的一個類。按住Ctrl點擊進入SparseArray的源碼，果不其然，肯定是Android提供的一個工具類。

單純從字面上來理解，SparseArray指的是稀疏數組(Sparse array)，所謂稀疏數組就是數組中大部分的內容值都未被使用（或都爲零），在數組中僅有少部分的空間使用。所以形成內存空間的浪費，爲了節省內存空間，而且不影響數組中原有的內容值，咱們能夠採用一種壓縮的方式來表示稀疏數組的內容。

假設有一個9*7的數組，其內容以下：

 

 

在此數組中，共有63個空間，但卻只使用了5個元素，形成58個元素空間的浪費。如下咱們就使用稀疏數組從新來定義這個數組：

 

 

其中在稀疏數組中第一部分所記錄的是原數組的列數和行數以及元素使用的個數、第二部分所記錄的是原數組中元素的位置和內容。通過壓縮以後，原來須要聲明大小爲63的數組，而使用壓縮後，只須要聲明大小爲6*3的數組，僅需18個存儲空間。

 

繼續閱讀SparseArray的源碼，從構造方法咱們能夠看出，它和通常的List同樣，能夠預先設置容器大小，默認的大小是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. }  

再來看看它對數據的「增刪改查」。

它有兩個方法能夠添加鍵值對：

 

[java]  view plain copy

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

有四個方法能夠執行刪除操做:

 

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

修改數據起初覺得只有setValueAt(int index, E value)能夠修改數據，但後來發現put(int key, E value)也能夠修改數據，咱們查看put(int key, E value)的源碼可知，在put數據以前，會先查找要put的數據是否已經存在，若是存在就是修改，不存在就添加。

[java]  view plain copy

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，修改數據實際也有兩種方法：

[java]  view plain copy

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

最後再來看看如何查找數據。有兩個方法能夠查詢取值：

 

[java]  view plain copy

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

其中get(int key)也只是調用了 get(int key,E valueIfKeyNotFound),最後一個從傳參的變量名就能看出，傳入的是找不到的時候返回的值.get(int key)當找不到的時候，默認返回null。

查看第幾個位置的鍵：

[java]  view plain copy

1. public int keyAt(int index)  

[java]  view plain copy

1.    

有一點須要注意的是，查看鍵所在位置，因爲是採用二分法查找鍵的位置，因此 找不到時返回小於0的數值，而不是返回-1。返回的負值是表示它在找不到時所在的位置。

查看第幾個位置的值：

[java]  view plain copy

1. public E valueAt(int index)  

[java]  view plain copy

1.    

查看值所在位置，沒有的話返回-1：

 

1	public int indexOfValue(E value)

最後，發現其核心就是折半查找函數（binarySearch），算法設計的很不錯。

 

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

}

相應的也有SparseBooleanArray，用來取代HashMap<Integer, Boolean>，SparseIntArray用來取代HashMap<Integer, Integer>，你們有興趣的能夠研究。

總結：SparseArray是android裏爲<Interger,Object>這樣的Hashmap而專門寫的類,目的是提升效率，其核心是折半查找函數（binarySearch）。在Android中，當咱們須要定義

 

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

時，咱們可使用以下的方式來取得更好的性能。

 

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