系列文章地址：
Android容器类-ArraySet原理解析(一)
Android容器类-ArrayMap原理解析(二)
Android容器类-SparseArray原理解析(三)
Android容器类-SparseIntArray原理解析(四)
SparseArray和其他的Android容器类一样，都是为了更加有效地利用内存，说直白点，就是为了节省内存。SparseArray和ArrayMap一样，都是为了更高效的保存int值到非原始类型的映射，用了同样的数据结构，但是为了提高效率，SparseArray也做了自己的优化。接下来就分析一下SparseArray的存储，添加和删除元素。
继承结构
上图表明，
SparseArray并没有像ArrayMap一样实现Map接口，仅仅实现了Cloneable接口。
存储结构
存储结构和
ArraySet以及ArrayMap一脉相承，都使用int数组存储key值，使用Object数组存储对象。不同点在于mKeys数组中存储的是添加元素的key值本身，没有进行hash值得计算。
put
public void put(int key, E value) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) {
mValues[i] = value;
} else {
i = ~i;
if (i < mSize && mValues[i] == DELETED) {
mKeys[i] = key;
mValues[i] = value;
return;
}
if (mGarbage && mSize >= mKeys.length) {
gc();
// Search again because indices may have changed.
i = ~ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
}
mKeys = GrowingArrayUtils.insert(mKeys, mSize, i, key);
mValues = GrowingArrayUtils.insert(mValues, mSize, i, value);
mSize++;
}
}
put方法首先使用二分查找在mKeys中查找key，如果找到，则直接更新对应下标的value。如果未找到，binarySearch方法返回待插入的下标的取反，故i = ~i。如果待插入的位置的元素已经被标记为DELETED，则直接更新并返回。如果需要执行gc函数，且需要扩大数组的容量（mSize >= mKeys.lengt），则先执行gc函数。由于执行gc函数之后元素会发生移动，故重新计算待插入位置，最后执行元素的插入。插入函数分为插入key和插入value。GrowingArrayUtils.insert的源码如下：
public static int[] insert(int[] array, int currentSize, int index, int element) {
assert currentSize <= array.length;
if (currentSize + 1 <= array.length) {
System.arraycopy(array, index, array, index + 1, currentSize - index);
array[index] = element;
return array;
}
int[] newArray = ArrayUtils.newUnpaddedIntArray(growSize(currentSize));
System.arraycopy(array, 0, newArray, 0, index);
newArray[index] = element;
System.arraycopy(array, index, newArray, index + 1, array.length - index);
return newArray;
}
函数的逻辑很简单，首先断言了currentSize <= array.length；如果array在不需要扩大容量的情况下可以添加一个元素，则先将待插入位置index开始的元素整体后移一位，然后插入元素，否则先扩容，然后将元素拷贝到新的数组中。
删除
为什么删除的时候我没有使用一个具体的函数呢，是因为SparseArray的删除有两种：根据key删除对象，删除指定位置的对象。
根据key删除对象
public void delete(int key) {
int i = ContainerHelpers.binarySearch(mKeys, mSize, key);
if (i >= 0) {
if (mValues[i] != DELETED) {
mValues[i] = DELETED;
mGarbage = true;
}
}
}
ContainerHelpers.binarySearch函数在ArraySet和ArrayMap的元素查找中都出现过，作用是使用二分查找，在mKeys中找到key的位置，如果key存在，则返回key在mKeys中的下标，否则返回试图将key插入到mKeys中的位置的取反。找到待删除元素的下标后，SparseArray并没有像ArraySet和ArrayMap一样去删除元素，只是将待删除元素标记为DELETED，然后将mGarbage设置为true。DELETED实际上就是一个对象，具体申明为： Object DELETED = new Object()，SparseArray有gc的过程，后面会分析这个gc的过程。
删除执行位置的对象
public void removeAt(int index) {
if (mValues[index] != DELETED) {
mValues[index] = DELETED;
mGarbage = true;
}
}
删除指定位置元素的逻辑比较简单，判断待删除位置的元素是否已经被标记为DELETED，如果没有被标记，则标记指定位置的元素，并将mGarbage设置为true。
元素在被删除之后，都会将标志mGarbage设置为true，这是执行gc的必要条件。
gc
说到gc，给我的第一感觉应该是什么高深的c/c++源码，其实不是，贴上gc的源码
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;
}
好吧，开始被自己给吓着了，gc函数没有那么复杂。gc函数实际上就是将mValues数组中还未标记为DELETED的元素以及对应下标的mKeys数组中的元素移动到数组的前面，保证数组在0到mSize之间的元素都是未被标记为DELETED，经过gc之后，数据的位置可能会发生移动。
在元素被删除后，标志mGarbage设置为true，表示可以执行gc函数了。那么gc函数会在什么位置执行呢？
分析SparseArray源码可以发现，如果mGarbage设置为true，在以下函数调用中gc函数会执行：
put,append,size,keyAt,valueAt,setValueAt,indexOfKey,indexOfValue,indexOfValueByValue
将以上函数总结一下可以归纳为三类：
- 向SparseArray添加元素
- 修改SparseArray的mValues数组
- 获取SparseArray的属性
通过执行gc将未被标记为DELETED的元素前移，在进行元素查找时可以减少需要查找的元素的数量，减少查找的时间，在添加元素的时候也可以更加快速的找到待插入点。
总结
SparseArray主要是为了优化int值到Object映射的存储，提高内存的使用效率。相较于HashMap，在存储上的优化如下：
- 使用int和Object类型的数组分别存储key和value，相较于
HashMap使用Node，SparseArray在存储单个key-value时更节省内存 -
SparseArray使用int数组存储int类型的key，避免了int到Integer的自动装箱机制
虽然在存储int到Object映射时的内存使用效率更高，由于使用数组存储数组，在添加或者删除元素时需要进行二分查找，元素较多（超过1000）时效率较低，谷歌给出的建议是数据量不要超过1000，这种情况下，相较于HashMap,效率降低不会超过50%。