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chenssy · 更新于 2018-11-28 11:00:43

Vector

Java提高篇(二一)—–ArrayListJava 提高篇(二二)—LinkedList ,详细讲解了 ArrayList、linkedList 的原理和实现过程,对于 List 接口这里还介绍一个它的实现类 Vector,Vector 类可以实现可增长的对象数组。

一、Vector 简介

Vector 可以实现可增长的对象数组。与数组一样,它包含可以使用整数索引进行访问的组件。不过,Vector 的大小是可以增加或者减小的,以便适应创建 Vector 后进行添加或者删除操作。

Vector 实现 List 接口,继承 AbstractList 类,所以我们可以将其看做队列,支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。

Vector 实现 RandmoAccess 接口,即提供了随机访问功能,提供提供快速访问功能。在 Vector 我们可以直接访问元素。

Vector 实现了 Cloneable 接口,支持 clone() 方法,可以被克隆。


    public class Vector<E>
        extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

Vector 提供了四个构造函数:


    /**
         * 构造一个空向量,使其内部数据数组的大小为 10,其标准容量增量为零。
         */
         public Vector() {
                this(10);
         }

        /**
         * 构造一个包含指定 collection 中的元素的向量,这些元素按其 collection 的迭代器返回元素的顺序排列。
         */
        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);
        }

        /**
         * 使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。
         */
         public Vector(int initialCapacity) {
            this(initialCapacity, 0);
        }

        /**
         *  使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量。
         */
        public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
            super();
            if (initialCapacity < 0)
                throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                                  initialCapacity);
            this.elementData = new Object [initialCapacity];
            this.capacityIncrement = capacityIncrement;
        }

在成员变量方面,Vector 提供了 elementData , elementCount, capacityIncrement 三个成员变量。其中

elementData :”Object[] 类型的数组”,它保存了 Vector 中的元素。按照 Vector 的设计 elementData 为一个动态数组,可以随着元素的增加而动态的增长,其具体的增加方式后面提到(ensureCapacity 方法)。如果在初始化 Vector 时没有指定容器大小,则使用默认大小为 10.

elementCount:Vector 对象中的有效组件数。

capacityIncrement:向量的大小大于其容量时,容量自动增加的量。如果在创建 Vector 时,指定了 capacityIncrement 的大小;则,每次当 Vector 中动态数组容量增加时>,增加的大小都是 capacityIncrement。如果容量的增量小于等于零,则每次需要增大容量时,向量的容量将增大一倍。

同时 Vector 是线程安全的!

二、源码解析

对于源码的解析,LZ 在这里只就增加(add)删除(remove)两个方法进行讲解。

2.1增加:add(E e)

add(E e):将指定元素添加到此向量的末尾。


    public synchronized boolean add(E e) {
            modCount++;     
            ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    //确认容器大小,如果操作容量则扩容操作
            elementData[elementCount++] = e;   //将e元素添加至末尾
            return true;
        }

这个方法相对而言比较简单,具体过程就是先确认容器的大小,看是否需要进行扩容操作,然后将E元素添加到此向量的末尾。


    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
            //如果
            if (minCapacity - elementData.length > 0)
                grow(minCapacity);
        }

        /**
         * 进行扩容操作
         * 如果此向量的当前容量小于minCapacity,则通过将其内部数组替换为一个较大的数组俩增加其容量。
         * 新数据数组的大小姜维原来的大小 + capacityIncrement,
         * 除非 capacityIncrement 的值小于等于零,在后一种情况下,新的容量将为原来容量的两倍,不过,如果此大小仍然小于 minCapacity,则新容量将为 minCapacity。
         */
        private void grow(int minCapacity) {
            int oldCapacity = elementData.length;     //当前容器大小
            /*
             * 新容器大小
             * 若容量增量系数(capacityIncrement) > 0,则将容器大小增加到capacityIncrement
             * 否则将容量增加一倍
             */
            int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                            capacityIncrement : oldCapacity);

            if (newCapacity - minCapacity < 0)
                newCapacity = minCapacity;

            if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
                newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);

            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
        }

        /**
         * 判断是否超出最大范围
         * MAX_ARRAY_SIZE:private static final int  MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
         */
        private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
            if (minCapacity < 0)
                throw new OutOfMemoryError();
            return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
        }

对于 Vector 整个的扩容过程,就是根据 capacityIncrement 确认扩容大小的,若 capacityIncrement <= 0 则扩大一倍,否则扩大至 capacityIncrement 。当然这个容量的最大范围为 Integer.MAX_VALUE即,2^32 – 1,所以 Vector 并不是可以无限扩充的。

2.2、remove(Object o)


    /**
         * 从Vector容器中移除指定元素E
         */
        public boolean remove(Object o) {
            return removeElement(o);
        }

        public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
            modCount++;
            int i = indexOf(obj);   //计算obj在Vector容器中位置
            if (i >= 0) {
                removeElementAt(i);   //移除
                return true;
            }
            return false;
        }

        public synchronized void removeElementAt(int index) {
            modCount++;     //修改次数+1
            if (index >= elementCount) {   //删除位置大于容器有效大小
                throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
            }
            else if (index < 0) {    //位置小于 < 0
                throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
            }
            int j = elementCount - index - 1;
            if (j > 0) {   
                //从指定源数组中复制一个数组,复制从指定的位置开始,到目标数组的指定位置结束。
                //也就是数组元素从j位置往前移
                System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
            }
            elementCount--;   //容器中有效组件个数 - 1
            elementData[elementCount] = null;    //将向量的末尾位置设置为null
        }

因为 Vector 底层是使用数组实现的,所以它的操作都是对数组进行操作,只不过其是可以随着元素的增加而动态的改变容量大小,其实现方法是是使用 Arrays.copyOf 方法将旧数据拷贝到一个新的大容量数组中。 Vector 的整个内部实现都比较简单,这里就不在重述了。

三、Vector 遍历

Vector 支持 4 种遍历方式。

3.1、随机访问

因为 Vector 实现了 RandmoAccess 接口,可以通过下标来进行随机访问。


    for(int i = 0 ; i < vec.size() ; i++){
           value = vec.get(i);
        }

3.2、迭代器


    Iterator it = vec.iterator();
        while(it.hasNext()){
            value = it.next();
            //do something
        }

3.3、for 循环


    for(Integer value:vec){
            //do something
        }

3.4、Enumeration 循环


    Vector vec = new Vector<>();
        Enumeration enu = vec.elements();
        while (enu.hasMoreElements()) {
            value = (Integer)enu.nextElement();
        }
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