这篇文章来自我的博客
正文之前
之前介绍过 ArrayList 和 LinkedList，所以今天来说说 List 接口的另一个实现类：Vector，其实这也是一个类似的动态数组，只不过是线程安全的，和 ArrayList 还是有一点区别的
主要内容：
- 基本概念
- 构造
- 针对容量的操作
- 增删改查
正文
1. 基本概念
关于 Vector 的介绍，其实直接看 JDK 中的注释就解释的很清楚了：
/**
* 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.
*/
首先，Vector 是一个可增长的数组（和 ArrayList 类似），能够用索引直接找到元素，Vector 的容量可增可减
其次，Vector 使用变量 capacity 和 capacityIncrement 来进行容量的管理，关于容量和大小的说法，之前也提到过，容量是最多能够容纳多少元素，而大小是目前容纳了多少元素。capacity 指的就是容量，是永远大于或等于 Vector 的大小的，不过容量通常是大于 Vector 的大小的，因为它扩容的方式有点特殊，下文提及，在插入大量数据之前，最好能进行适当的扩容，避免了再分配的时间浪费
Vector 是线程安全的，它所有的方法都加上了 synchronized 关键字
关于 Vector，需要先介绍一下它的变量：
// Vector 的操作就是基于这个数组来实现的：
protected Object[] elementData;
// Vector 中的元素数量
protected int elementCount;
// Vector 的增量，用它来判断需要扩容多少
protected int capacityIncrement;
//某些 JVM 会在数组的前几位保留一些信息（具体的也不晓得）
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
2. 构造
关于 Vector 的构造器，有四种方式：
1. 使用给定的初始容量和增量来创造一个空的 Vector
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
super();
if (initialCapacity < 0)
//容量为负
throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
initialCapacity);
//根据容量创造数组
this.elementData = new Object[initialCapacity];
this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
2. 使用给定的容量来创造一个空的 Vector
调用了上一个构造器
//增量设置为0
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}
3. 不带参数创造一个空的 Vector
调用上一个构造器，并将容量初始值设为10
public Vector() {
this(10);
}
4. 创造一个带有其他容器元素的 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);
}
3. 针对容量的操作
1. 增长容量
增长容量的操作真是一套又一套，和俄罗斯套娃一样，用一个同步的公有方法来调用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);
}
//先确定需要扩容多少，在方法最后才进行扩容
private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
//现有的容量
int oldCapacity = elementData.length;
//如果增量大于0，就按增量来扩容，否则就扩容至原来的2倍容量
int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
capacityIncrement : oldCapacity);
//如果扩容之后的容量还是小于给定的容量，则按照给定容量扩容
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;
}
2. 缩减容量
有时候，使用 Vector 完成任务之后，容量会有剩余，可以调用这个方法把容量调整至与大小相同：
public synchronized void trimToSize() {
modCount++;
int oldCapacity = elementData.length;
//如果容量多余
if (elementCount < oldCapacity) {
//原地复制
elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
}
}
3. 设置大小
根据给定的大小设置 Vector，如果 newSize 小于 Vector 的 size，则抹掉后面的部分
public synchronized void setSize(int newSize) {
modCount++;
if (newSize > elementCount) {
ensureCapacityHelper(newSize);
//抹掉后面的部分
} else {
for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {
elementData[i] = null;
}
}
//调整大小
elementCount = newSize;
}
4. 得到容量或大小的数值
很简单，直接上代码：
public synchronized int capacity() {
return elementData.length;
}
public synchronized int size() {
return elementCount;
}
5. 判断是否为空
public synchronized boolean isEmpty() {
return elementCount == 0;
}
4. 增删改查
1. 增
- 先扩容，再添加：
public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
//先扩容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}
- 在指定位置添加：
public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
//下标越界
if (index > elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
//先扩容
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
//把要插入的位置后面的元素后移一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj;
elementCount++;
}
//调用上面的方法
public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}
- 在末尾添加：
public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
//扩容后在末尾添加
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = obj;
}
- 在末尾添加指定集合的元素：
public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
modCount++;
//转为数组后根据大小进行扩容
Object[] a = c.toArray();
int numNew = a.length;
ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
//将数组内容复制到 Vector 的末尾
System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);
elementCount += numNew;
return numNew != 0;
}
- 在指定位置添加指定集合的元素
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);
//算出需要后移几个元素
int numMoved = elementCount - index;
//先将元素后移，空出位置之后，在将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;
}
2. 删
- 删除指定位置的元素（无返回值）
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个数
int j = elementCount - index - 1;
if (j > 0) {
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
//元素前移，大小减1，并将最后一个位置设为 null，让 GC 进行处理
elementCount--;
elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
}
- 删除指定位置的元素（有返回值）
过程和上面的是类似的，区别就是这个方法返回删除的元素
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;
}
- 在某个元素第一次出现的位置将其删除：
public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
modCount++;
//查找该元素位置
int i = indexOf(obj);
if (i >= 0) {
removeElementAt(i);
return true;
}
return false;
}
//这也是一样的
public boolean remove(Object o) {
return removeElement(o);
}
- 删除全部元素
public synchronized void removeAllElements() {
modCount++;
// Let gc do its work
for (int i = 0; i < elementCount; i++)
//把每个位置都设为空就行了
elementData[i] = null;
elementCount = 0;
}
//清空列表，效果是一样的
public void clear() {
removeAllElements();
}
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;
}
//和上面方法类似，只是参数位置对调，带有返回值
public synchronized E set(int index, E element) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}
4. 查
Vector 中查找的方式比较多，下面一一列举：
- 枚举出所有元素
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");
}
};
}
- 从指定位置开始搜索元素第一次出现的位置：
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 {
//从给定的位置开始搜索
for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
if (o.equals(elementData[i]))
return i;
}
return -1;
}
- 查找指定元素或判断是否包含指定元素：
//从0开始查找
public int indexOf(Object o) {
return indexOf(o, 0);
}
//也是从0开始，返回布尔类型
public boolean contains(Object o) {
return indexOf(o, 0) >= 0;
}
- 查找指定元素最后一次出现的位置
其实就是把上面查找的方式倒过来，不解释：
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;
}
- 根据给定位置查找元素：
//两个方法是一样的
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);
}
- 查找首尾元素：
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);
}
4. 总结
之前在学习 Java 的时候，没有听到过 Vector 的相关概念，还是在学习 ArrayList 的时候，发现挺多人拿 ArrayList 和 Vector 来作比较，后来才知道，Vector 其实可以算得上是线程安全的 ArrayList
首先，他们继承的类和实现的接口是一样的，说明他们能够实现相同的功能：
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
其次，在上述的操作中可以看出，它和 ArrayList 的操作还是很类似的
Vector 是从 JDK1.0 出现的，而 ArrayList 是从 JDK1.2 出现的，从网上的一些其他人的观点中可以看出，Vector 似乎没什么存在感了，ArrayList 也可以通过集合的包装来实现线程安全的效果，不过这不应该成为我们不学习的理由，谁知道哪一天就派上用场了呢
关于 Vector 的迭代器操作，粗略看了一下，与 ArrayList 的极其相似，甚至有一些操作就是 ArrayList 的操作，所以就不必用多篇文章来阐述，接下来会是集合类中的其他 API
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