轻量级的int-object键值对——SparseArray
SparseArray是Android framework中提供的轻量级的键值对数据结构，我们知道空间和效率从来都是相悖的，SparseArray的实现正是以时间来换取空间效率，适合小规模数据的存储。
下面来了解下SparseArray的特点，使用，并分析部分源码。
SparseArray特点
SparseArray以键值对的形式保存数据，key是int类型，并且是唯一的不允许重复的key，而value可以是任何object。
SparseArray是轻量级的，使用2个数组分别保存key和value，并通过数组下标来对应关联。key数组是保持有序的。
优点
相比HashMap更加节省内存空间，数据存储只依赖key和value2个数组，数组空间是可复用的，数据的存储密度较高。
因为key数组是有序的，通过key获取value相对高效。
缺点：
key数组是保持有序的，在插入和查找时，通过二分法确定位置key的下标，比较耗时；
插入删除等操作可能会移动数组数据。
综合来说，SparseArray适用于小数据量的键值对场景。数据量达到几百时，效率优势和HashMap相比已不明显。
使用SparseArray
插入
1.SparseArray初始化时需要指定存储数据的具体类型
2.使用put方法，插入key和对应的value
SparseArray strArray = new SparseArray<>();
strArray.put(3, “DDDD”);
strArray.put(1, “AAAA”);
strArray.put(4, “CCCC”);
strArray.put(2, “BBBB”);
SparseArray没有实现Iterable，只能通过手动循环遍历：
for(int i = 0;i<strArray.size();i++){
String value = strArray.valueAt(i);
//do sth
}
插入的4条数据，打印是根据key值从小到大的顺序输出的，这也印证了在执行插入之后，key数组是保持有序的：
value at 0:AAAAvalue at 1:BBBBvalue at 2:DDDDvalue at 3:CCCC
删除
删除元素的方法有2个：
- removeAt，删除指定下标的value。
- delete通过key删除对应的value。
从以上插入的4个数据中删除其中2个：
strArray.remove(3);//删除key为3的值，即DDDD
strArray.removeAt(0);//删除数组中的第一个值，即AAAA
结果只剩下BBBB和CCCC：
value at 0:BBBBvalue at 1:CCCC
通过key获取元素
通过get方法传入key来获取对应的value：
Log.i(TAG, “get 1:” +strArray.get(1));
Log.i(TAG, “get 4:” +strArray.get(4));
输出：
get 1:null //key=1的值为AAAA，已经被删除，因此返回nullget 4:CCCC
查找
指定key或者value来查找其下标值： - indexOfKey二分法从mKeys数组中查找key的下标
- indexOfValue 遍历查找mValues数组中value元素的下标。
Log.i(TAG, “index of key 4:” +strArray.indexOfKey(4));
Log.i(TAG, “index of value BBBB:” +strArray.indexOfValue(“BBBB”));
输出：
key=4的值，数组下标为1，
BBBB在value数组中下标为0
index of key 4:1index of value BBBB:0
源码分析
SparseArray所实现的Cloneable接口，其实是一个空接口，并没有实现什么特性。
public class SparseArray implements Cloneable
mKeys和mValues数组
key和Object之间通过数组下标来对应，整形数组mKeys用于保存键，而mValues保存Object实例。
private int[] mKeys; //键
private Object[] mValues; //值
这2个数组会自动扩容，但从数组移除某个对象后，不会进行减容，数组会重新组织将空位转移到数组末端，留作后面重用。
删除
因为删除的操作有点特殊，先分析这部分。
无论是removeAt还是 delete方法，都不会清除key数组中的值，只会将对应的value标记为DELETED，并将mGarbage值置成true，等待插入,查找下标，获取元素等操作时重新组织数组内容。
这相当于挖了个坑，后面还需要填平。
public void removeAt(int index) {
if (mValues[index] != DELETED) {
mValues[index] = DELETED;
mGarbage = true;
}
}
public void delete(int key) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) {
if (mValues[i] != DELETED) {
mValues[i] = DELETED;
mGarbage = true;
}
}
}
gc方法
这个gc方法并不是java的内存回收方法，它负责将被删除的“坑”填平，填平的方式是使用后面的元素覆盖这个坑，将空位移到数组后端。
private void gc() {
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;
}
o++;
}
}
mGarbage = false;
mSize = o;
}
插入操作
插入操作有可能使数组扩容。
public void put(int key, E value) {
//二分查找key在mKeys数组中的下标，如没有搜索到即返回低点index的取反值（负数）
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) { //找到对应的key，那么直接将value放入到mValues数组
mValues[i] = value;
} else { //key不存在
i = ~i; //将负数的index再取反，就是插入新元素的位置
if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) { //如果该位置的value刚好被删除，直接替换这个value即可
mKeys[i] = key;
mValues[i] = value;
return;
}
if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
gc(); //清理被删除的值，重新整理key和value数组
//gc方法的执行影响了index值，因此需要重新确定新元素插入的位置
i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
}
//插入新的key和value
mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);
mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value);
mSize++;
}
}
可以初始化长度，SparseArray array=new SparseArray<>(5);
SparseIntArray intArray=new SparseIntArray();
SparseBooleanArray booleanArray=new SparseBooleanArray();
SparseLongArray longArray=new SparseLongArray();
来取代相应的HashMap
使用场景:
SparseArray并没有多高深的设计和算法，Android程序中小数据量的场景可以考虑使用。
SparseBooleanArray和SparseIntArray
SparseBooleanArray和SparseIntArray，其实看名字也知道，它们跟SparseArray极其类似，只是存储类型加以限制了。SparseBooleanArray只能存储boolean值，而SparseIntArray只能存储integer类型的值。它们也同样实现了Cloneable接口，可以直接调用clone方法，也同样是以二分法为依据。而其他的主要方法也是一样的。下面以SparseBooleanArray为简单例子写出主要的方法，从方法看出，两者和SparseArray的确是灰常类似的
.
那么SparseBooleanArray和SparseIntArray也和SparseArray一样，存储不是太多的数据，它们都是作为比HashMap更好的选择。但数据是死的，功能也是死的，实现方式是灵活的。条条大路通罗马。我们不能一概而论说谁好谁差，放在具体的场景，才能选择更高效也更合乎成本的实现方式。
SparseBooleanArray和SparseIntArray
SparseBooleanArray和SparseIntArray，其实看名字也知道，它们跟SparseArray极其类似，只是存储类型加以限制了。SparseBooleanArray只能存储boolean值，而SparseIntArray只能存储integer类型的值。它们也同样实现了Cloneable接口，可以直接调用clone方法，也同样是以二分法为依据。而其他的主要方法也是一样的。下面以SparseBooleanArray为简单例子写出主要的方法，从方法看出，两者和SparseArray的确是灰常类似的
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那么SparseBooleanArray和SparseIntArray也和SparseArray一样，存储不是太多的数据，它们都是作为比HashMap更好的选择。但数据是死的，功能也是死的，实现方式是灵活的。条条大路通罗马。我们不能一概而论说谁好谁差，放在具体的场景，才能选择更高效也更合乎成本的实现方式。