Android開發(fā)中常用高效數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
在Android開發(fā)中，性能優(yōu)化是一個永恒的話題。無論是減少內(nèi)存占用、提高應(yīng)用響應(yīng)速度，還是優(yōu)化用戶體驗(yàn)，選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是至關(guān)重要的一步。Android SDK和Java標(biāo)準(zhǔn)庫中早已提供了許多隱藏款數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——它們專為特定場景設(shè)計(jì)，能顯著減少內(nèi)存開銷、提升運(yùn)行效率。
SparseArray
替代了傳統(tǒng)的HashMap，避免了自動裝箱帶來的內(nèi)存開銷。適用于鍵為整數(shù)且數(shù)據(jù)量較小的場景。
SparseArray<String> sparseArray = new SparseArray<>();
sparseArray.put(1, "One");
sparseArray.put(2, "Two");
String value = sparseArray.get(1); // 獲取鍵為1的值ArrayMap
相比HashMap，ArrayMap的內(nèi)存占用更小，適合小規(guī)模數(shù)據(jù)。它同樣適用于鍵值對數(shù)量較少的情況。
ArrayMap<String, Integer> arrayMap = new ArrayMap<>();
arrayMap.put("One", 1);
arrayMap.put("Two", 2);
int value = arrayMap.get("One"); // 獲取鍵為"One"的值LongSparseArray
類似于SparseArray，但鍵為long類型。適用于鍵為長整數(shù)的場景。
LongSparseArray<String> longSparseArray = new LongSparseArray<>();
longSparseArray.put(1L, "One");
longSparseArray.put(2L, "Two");
String value = longSparseArray.get(1L); // 獲取鍵為1L的值SparseXXXXArray
用于存儲boolean、int、long等類型的值，避免了裝箱操作，提高了性能。
SparseBooleanArray sparseBooleanArray = new SparseBooleanArray();
sparseBooleanArray.put(1, true);
sparseBooleanArray.put(2, false);
boolean value = sparseBooleanArray.get(1); // 獲取鍵為1的值
SparseIntArray sparseIntArray = new SparseIntArray();
sparseIntArray.put(1, 10);
sparseIntArray.put(2, 20);
int intValue = sparseIntArray.get(1); // 獲取鍵為1的值
SparseLongArray sparseLongArray = new SparseLongArray();
sparseLongArray.put(1, 100L);
sparseLongArray.put(2, 200L);
long longValue = sparseLongArray.get(1); // 獲取鍵為1的值LinkedList
插入和刪除操作效率高，但隨機(jī)訪問較慢。適用于頻繁插入和刪除的場景。
LinkedList<String> linkedList = new LinkedList<>();
linkedList.add("One");
linkedList.add("Two");
linkedList.addFirst("Zero"); // 在頭部插入
linkedList.remove("One"); // 刪除元素HashSet
基于HashMap，存儲唯一元素，查找速度快。適用于需要快速查找且元素唯一的場景。
HashSet<String> hashSet = new HashSet<>();
hashSet.add("One");
hashSet.add("Two");
hashSet.add("One"); // 重復(fù)元素不會被添加TreeSet
基于TreeMap，元素有序，查找和插入的時間復(fù)雜度為O(log n)。適用于需要有序且唯一元素的場景。
TreeSet<String> treeSet = new TreeSet<>();
treeSet.add("One");
treeSet.add("Two");
treeSet.add("Three");EnumSet
專為枚舉類型設(shè)計(jì)，內(nèi)存占用小，性能高。適用于存儲枚舉類型。
enum Color { RED, GREEN, BLUE }
EnumSet<Color> enumSet = EnumSet.of(Color.RED, Color.GREEN);Circular Buffer（環(huán)形緩沖區(qū)）
固定大小，循環(huán)覆蓋舊數(shù)據(jù)，適合流式數(shù)據(jù)。適用于需要固定大小緩沖區(qū)的場景。
ArrayDeque<Integer> circularBuffer = new ArrayDeque<>(5);
circularBuffer.add(1);
circularBuffer.add(2);
circularBuffer.add(3);
circularBuffer.add(4);
circularBuffer.add(5);
circularBuffer.add(6); // 6進(jìn)入，1被移除LruCache
基于LRU算法，自動移除最近最少使用的數(shù)據(jù)。適用于緩存數(shù)據(jù)。
import android.util.LruCache;
LruCache<String, Bitmap> lruCache = new LruCache<>(1024 * 1024 * 5); // 5MB緩存
lruCache.put("key1", bitmap1);
lruCache.put("key2", bitmap2);
Bitmap bitmap = lruCache.get("key1"); // 獲取鍵為"key1"的值ConcurrentHashMap
線程安全，適合高并發(fā)場景。適用于多線程環(huán)境下的鍵值對存儲。
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
ConcurrentHashMap<String, Integer> concurrentHashMap = new ConcurrentHashMap<>();
concurrentHashMap.put("One", 1);
concurrentHashMap.put("Two", 2);
int value = concurrentHashMap.get("One"); // 獲取鍵為"One"的值CopyOnWriteArrayList
線程安全，寫操作時復(fù)制整個列表。適用于讀多寫少的并發(fā)場景。
import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;
CopyOnWriteArrayList<String> copyOnWriteArrayList = new CopyOnWriteArrayList<>();
copyOnWriteArrayList.add("One");
copyOnWriteArrayList.add("Two");
copyOnWriteArrayList.add("Three");PriorityQueue
基于優(yōu)先級堆，元素按優(yōu)先級排序。適用于需要優(yōu)先級排序的場景。
import java.util.PriorityQueue;
PriorityQueue<Integer> priorityQueue = new PriorityQueue<>();
priorityQueue.add(3);
priorityQueue.add(1);
priorityQueue.add(2);
int top = priorityQueue.poll(); // 獲取并移除優(yōu)先級最高的元素WeakHashMap
鍵為弱引用，適合緩存。避免內(nèi)存泄漏，適用于緩存數(shù)據(jù)。
import java.util.WeakHashMap;
WeakHashMap<String, Bitmap> weakHashMap = new WeakHashMap<>();
weakHashMap.put("key1", bitmap1);
weakHashMap.put("key2", bitmap2);
Bitmap bitmap = weakHashMap.get("key1"); // 獲取鍵為"key1"的值LinkedHashMap
保持插入順序或訪問順序。適用于需要有序鍵值對的場景。
import java.util.LinkedHashMap;
LinkedHashMap<String, Integer> linkedHashMap = new LinkedHashMap<>();
linkedHashMap.put("One", 1);
linkedHashMap.put("Two", 2);
linkedHashMap.put("Three", 3);ArrayDeque
雙端隊(duì)列，高效插入和刪除。適用于需要雙端操作的場景。
import java.util.ArrayDeque;
ArrayDeque<String> arrayDeque = new ArrayDeque<>();
arrayDeque.add("One");
arrayDeque.add("Two");
arrayDeque.addFirst("Zero"); // 在頭部插入
arrayDeque.removeLast(); // 刪除尾部元素BitSet
高效存儲布爾值，節(jié)省內(nèi)存。適用于需要存儲大量布爾值的場景。
import java.util.BitSet;
BitSet bitSet = new BitSet(10);
bitSet.set(1);
bitSet.set(2);
boolean value = bitSet.get(1); // 獲取索引為1的值Atomic Classes
線程安全，適合高并發(fā)場景。適用于多線程環(huán)境下的原子操作。
import java.util.concurrent.atomic.AtomicInteger;
AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(0);
atomicInteger.incrementAndGet(); // 原子性增加Collections.unmodifiableXXXX
創(chuàng)建不可變集合，防止意外修改。適用于需要不可變集合的場景。
import java.util.Collections;
import java.util.ArrayList;
ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
list.add("One");
list.add("Two");
List<String> unmodifiableList = Collections.unmodifiableList(list);實(shí)際應(yīng)用場景
- 緩存機(jī)制：使用LruCache可以有效地管理緩存，自動移除最近最少使用的數(shù)據(jù)，確保緩存不會占用過多內(nèi)存。
- 多線程環(huán)境：在多線程環(huán)境中，ConcurrentHashMap和CopyOnWriteArrayList提供了線程安全的解決方案，避免了鎖的競爭。
- 布爾值存儲：如果需要存儲大量的布爾值，BitSet是一個非常好的選擇，它能夠大大節(jié)省內(nèi)存空間。
選擇合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)不僅能夠優(yōu)化內(nèi)存使用，還能提升應(yīng)用的性能。例如，在處理大量數(shù)據(jù)時，使用SparseArray代替HashMap可以有效減少內(nèi)存開銷；而在需要頻繁插入和刪除操作的情況下，LinkedList則是更好的選擇。
