這篇文章來自我的部落格
正文之前
之前介紹過 ArrayList 和 LinkedList，所以今天來說說 List 介面的另一個實現類：Vector，其實這也是一個類似的動態陣列，只不過是執行緒安全的，和 ArrayList 還是有一點區別的
主要內容：
- 基本概念
- 構造
- 針對容量的操作
- 增刪改查
正文
1. 基本概念
關於 Vector 的介紹，其實直接看 JDK 中的註釋就解釋的很清楚了：
/**
* The {@code Vector} class implements a growable array of
* objects. Like an array, it contains components that can be
* accessed using an integer index. However, the size of a
* {@code Vector} can grow or shrink as needed to accommodate
* adding and removing items after the {@code Vector} has been created.
*
* <p>Each vector tries to optimize storage management by maintaining a
* {@code capacity} and a {@code capacityIncrement}. The
* {@code capacity} is always at least as large as the vector
* size; it is usually larger because as components are added to the
* vector, the vector's storage increases in chunks the size of
* {@code capacityIncrement}. An application can increase the
* capacity of a vector before inserting a large number of
* components; this reduces the amount of incremental reallocation.
*/
複製程式碼首先，Vector 是一個可增長的陣列（和 ArrayList 類似），能夠用索引直接找到元素，Vector 的容量可增可減
其次，Vector 使用變數 capacity 和 capacityIncrement 來進行容量的管理，關於容量和大小的說法，之前也提到過，容量是最多能夠容納多少元素，而大小是目前容納了多少元素。capacity 指的就是容量，是永遠大於或等於 Vector 的大小的，不過容量通常是大於 Vector 的大小的，因為它擴容的方式有點特殊，下文提及，在插入大量資料之前，最好能進行適當的擴容，避免了再分配的時間浪費
Vector 是執行緒安全的，它所有的方法都加上了 synchronized 關鍵字
關於 Vector，需要先介紹一下它的變數：
// Vector 的操作就是基於這個陣列來實現的：
protected Object[] elementData;
// Vector 中的元素數量
protected int elementCount;
// Vector 的增量，用它來判斷需要擴容多少
protected int capacityIncrement;
//某些 JVM 會在陣列的前幾位保留一些資訊（具體的也不曉得）
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
複製程式碼2. 構造
關於 Vector 的構造器，有四種方式：
1. 使用給定的初始容量和增量來創造一個空的 Vector
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0)
//容量為負
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
//根據容量創造陣列
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
複製程式碼2. 使用給定的容量來創造一個空的 Vector
呼叫了上一個構造器
//增量設定為0
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
複製程式碼3. 不帶引數創造一個空的 Vector
呼叫上一個構造器，並將容量初始值設為10
public Vector() {
this(10);
}
複製程式碼4. 創造一個帶有其他容器元素的 Vector
public Vector(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
elementCount = elementData.length;
// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
}
複製程式碼3. 針對容量的操作
1. 增長容量
增長容量的操作真是一套又一套，和俄羅斯套娃一樣，用一個同步的公有方法來呼叫其他未同步的私有方法：
public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity > 0) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(minCapacity);
}
}
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)
grow(minCapacity);
}
//先確定需要擴容多少，在方法最後才進行擴容
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
//現有的容量
int oldCapacity = elementData.length;
//如果增量大於0，就按增量來擴容，否則就擴容至原來的2倍容量
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
//如果擴容之後的容量還是小於給定的容量，則按照給定容量擴容
if (newCapacity - minCapacity < 0)
newCapacity = minCapacity;
if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}
複製程式碼2. 縮減容量
有時候，使用 Vector 完成任務之後，容量會有剩餘，可以呼叫這個方法把容量調整至與大小相同：
public synchronized void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
//如果容量多餘
if (elementCount < oldCapacity) {
//原地複製
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
}
}
複製程式碼3. 設定大小
根據給定的大小設定 Vector，如果 newSize 小於 Vector 的 size，則抹掉後面的部分
public synchronized void setSize(int newSize) {
modCount++;
if (newSize > elementCount) {
ensureCapacityHelper(newSize);
//抹掉後面的部分
} else {
for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {
elementData[i] = null;
}
}
//調整大小
elementCount = newSize;
}
複製程式碼4. 得到容量或大小的數值
很簡單，直接上程式碼：
public synchronized int capacity() {
return elementData.length;
}
public synchronized int size() {
return elementCount;
}
複製程式碼5. 判斷是否為空
public synchronized boolean isEmpty() {
return elementCount == 0;
}
複製程式碼4. 增刪改查
1. 增
- 先擴容，再新增：
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
//先擴容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
複製程式碼- 在指定位置新增：
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
//下標越界
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
//先擴容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
//把要插入的位置後面的元素後移一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj;
elementCount++;
}
//呼叫上面的方法
public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}
複製程式碼- 在末尾新增：
public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
//擴容後在末尾新增
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = obj;
}
複製程式碼- 在末尾新增指定集合的元素：
public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
modCount++;
//轉為陣列後根據大小進行擴容
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
//將陣列內容複製到 Vector 的末尾
System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);
elementCount += numNew;
return numNew != 0;
}
複製程式碼- 在指定位置新增指定集合的元素
public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
modCount++;
if (index < 0 || index > elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
//算出需要後移幾個元素
int numMoved = elementCount - index;
//先將元素後移，空出位置之後，在將指定容器的元素加入
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,
numMoved);
System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);
elementCount += numNew;
return numNew != 0;
}
複製程式碼2. 刪
- 刪除指定位置的元素（無返回值）
public synchronized void removeElementAt(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
else if (index < 0) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
//先算出需要前移的元素個數
int j = elementCount - index - 1;
if (j > 0) {
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
//元素前移，大小減1，並將最後一個位置設為 null，讓 GC 進行處理
elementCount--;
elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
}
複製程式碼- 刪除指定位置的元素（有返回值）
過程和上面的是類似的，區別就是這個方法返回刪除的元素
public synchronized E remove(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData(index);
int numMoved = elementCount - index - 1;
if (numMoved > 0)
System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
numMoved);
elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
return oldValue;
}
複製程式碼- 在某個元素第一次出現的位置將其刪除：
public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
modCount++;
//查詢該元素位置
int i = indexOf(obj);
if (i >= 0) {
removeElementAt(i);
return true;
}
return false;
}
//這也是一樣的
public boolean remove(Object o) {
return removeElement(o);
}
複製程式碼- 刪除全部元素
public synchronized void removeAllElements() {
modCount++;
// Let gc do its work
for (int i = 0; i < elementCount; i++)
//把每個位置都設為空就行了
elementData[i] = null;
elementCount = 0;
}
//清空列表，效果是一樣的
public void clear() {
removeAllElements();
}
複製程式碼3. 改
- 修改指定位置的元素
public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
elementData[index] = obj;
}
//和上面方法類似，只是引數位置對調，帶有返回值
public synchronized E set(int index, E element) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
複製程式碼4. 查
Vector 中查詢的方式比較多，下面一一列舉：
- 列舉出所有元素
public Enumeration<E> elements() {
return new Enumeration<E>() {
int count = 0;
public boolean hasMoreElements() {
return count < elementCount;
}
public E nextElement() {
synchronized (Vector.this) {
if (count < elementCount) {
return elementData(count++);
}
}
throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");
}
};
}
複製程式碼- 從指定位置開始搜尋元素第一次出現的位置：
public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
if (o == null) {
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
//從給定的位置開始搜尋
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
複製程式碼- 查詢指定元素或判斷是否包含指定元素：
//從0開始查詢
public int indexOf(Object o) {
return indexOf(o, 0);
}
//也是從0開始，返回布林型別
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o, 0) >= 0;
}
複製程式碼- 查詢指定元素最後一次出現的位置
其實就是把上面查詢的方式倒過來，不解釋：
public synchronized int lastIndexOf(Object o) {
return lastIndexOf(o, elementCount-1);
}
public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {
if (index >= elementCount)
throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);
if (o == null) {
for (int i = index; i >= 0; i--)
if (elementData[i]==null)
return i;
} else {
for (int i = index; i >= 0; i--)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
複製程式碼- 根據給定位置查詢元素：
//兩個方法是一樣的
public synchronized E elementAt(int index) {
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
}
return elementData(index);
}
public synchronized E get(int index) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
return elementData(index);
}
複製程式碼- 查詢首尾元素：
public synchronized E firstElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(0);
}
public synchronized E lastElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(elementCount - 1);
}
複製程式碼4. 總結
之前在學習 Java 的時候，沒有聽到過 Vector 的相關概念，還是在學習 ArrayList 的時候，發現挺多人拿 ArrayList 和 Vector 來作比較，後來才知道，Vector 其實可以算得上是執行緒安全的 ArrayList
首先，他們繼承的類和實現的介面是一樣的，說明他們能夠實現相同的功能：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
public class Vector<E> extends AbstractList<E>
implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
複製程式碼其次，在上述的操作中可以看出，它和 ArrayList 的操作還是很類似的
Vector 是從 JDK1.0 出現的，而 ArrayList 是從 JDK1.2 出現的，從網上的一些其他人的觀點中可以看出，Vector 似乎沒什麼存在感了，ArrayList 也可以通過集合的包裝來實現執行緒安全的效果，不過這不應該成為我們不學習的理由，誰知道哪一天就派上用場了呢
關於 Vector 的迭代器操作，粗略看了一下，與 ArrayList 的極其相似，甚至有一些操作就是 ArrayList 的操作，所以就不必用多篇文章來闡述，接下來會是集合類中的其他 API