HashMap SparseArray ArrayMap

程序内存的管理是否合理高效对应用的性能有着很大的影响，有的时候对容器的使用不当也会导致内存管理效率低下。Android为移动操作系统特意编写了一些更加高效的容器，例如SparseArray，ArrayMap。

我们经常会使用到HashMap这个容器，它非常好用，但是却很占用内存。

HashMap

HashMap内部是使用一个默认容量为16的数组来存储数据的，而数组中每一个元素却又是一个链表的头结点，所以，更准确的来说，HashMap内部存储结构是使用哈希表的拉链结构（数组+链表）这种存储数据的方法叫做拉链法

我们知道HashMap中默认的存储大小就是一个容量为16的数组，所以当我们创建出一个HashMap对象时，即使里面没有任何元素，也要分别一块内存空间给它，而且，我们再不断的向HashMap里put数据时，当达到一定的容量限制时（这个容量满足这样的一个关系时候将会扩容：HashMap中的数据量>容量*加载因子，而HashMap中默认的加载因子是0.75），HashMap的空间将会扩大，而且扩大后新的空间一定是原来的2倍，我们可以看put()方法中有这样的一行代码：

int newCapacity = oldCapacity * 2;

所以，重点就是这个，只要一满足扩容条件，HashMap的空间将会以2倍的规律进行增大。假如我们有几十万、几百万条数据，那么HashMap要存储完这些数据将要不断的扩容，而且在此过程中也需要不断的做hash运算，这将对我们的内存空间造成很大消耗和浪费，而且HashMap获取数据是通过遍历Entry[]数组来得到对应的元素，在数据量很大时候会比较慢，为了解决HashMap更占内存的弊端，Android提供了内存效率更高的SparseArray和ArrayMap。它内部使用两个数组进行工作，其中一个数组记录key hash过后的顺序列表，另外一个数组按key的顺序记录Key-Value值。

SparseArray

SparseArray比HashMap更省内存，在某些条件下性能更好，主要是因为它避免了对key的自动装箱（int转为Integer类型），它内部则是通过两个数组来进行数据存储的，一个存储key，另外一个存储value，为了优化性能，它内部对数据还采取了压缩的方式来表示稀疏数组的数据，从而节约内存空间，我们从源码中可以看到key和value分别是用数组表示：

    private int[] mKeys;
    private Object[] mValues;

我们可以看到，SparseArray只能存储key为int类型的数据，同时，SparseArray在存储和读取数据时候，使用的是二分查找法，也就是在put添加数据的时候，会使用二分查找法和之前的key比较当前我们添加的元素的key的大小，然后按照从小到大的顺序排列好，所以，SparseArray存储的元素都是按元素的key值从小到大排列好的。
而在获取数据的时候，也是使用二分查找法判断元素的位置，所以，在获取数据的时候非常快，比HashMap快的多，因为HashMap获取数据是通过遍历Entry[]数组来得到对应的元素。

SparseArray应用场景：

数据量不大，最好在千级以内
key必须为int类型，这中情况下的HashMap可以用SparseArray代替：

ArrayMap

当你想获取某个value的时候，ArrayMap会计算输入key转换过后的hash值，然后对hash数组使用二分查找法寻找到对应的index，然后我们可以通过这个index在另外一个数组中直接访问到需要的键值对。如果在第二个数组键值对中的key和前面输入的查询key不一致，那么就认为是发生了碰撞冲突。为了解决这个问题，我们会以该key为中心点，分别上下展开，逐个去对比查找，直到找到匹配的值。

随着数组中的对象越来越多，查找访问单个对象的花费也会跟着增长，这是在内存占用与访问时间之间做权衡交换。

ArrayMap的插入与删除的效率是不够高的，但是如果数组的列表只是在一百这个数量级上，则完全不用担心这些插入与删除的效率问题。

与HashMap相比，ArrayMap在循环遍历的时候也更加简单高效

        //ArrayMap
        for (int i=0;i<map.size();i++){
            Object keyAt=map.keyAt(i);
            Object valueAt=map.valueAt(i);
            ...
        }
        
        //HashMap
        for(Iterator it=map.keySet().iterator();it.hasNext();){
            Object next = it.next();
            ...
        };

ArrayMap应用场景：

前面讲了很多ArrayMap的优点，但并不是所有情况下都适合使用ArrayMap，我们应该在满足下面2个条件的时候才考虑使用ArrayMap：

对象个数的数量级最好是千以内；
数据组织形式包含Map结构。

SparseArray和ArrayMap

   假设数据量都在千级以内的情况下：

   1、如果key的类型已经确定为int类型，那么使用SparseArray，因为它避免了自动装箱的过程，如果key为long类型，它还提供了一个LongSparseArray来确保key为long类型时的使用

   2、如果key类型为其它的类型，则使用ArrayMap