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源码分析(三)——Vector(基于JDK1.6)

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一、Vector的定义:

public class Vector<E>

            extends AbstractList<E>

            implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

从上述定义可以看出:

1. Vector 继承了AbstractList类,实现了List接口,所以它是一个队列,支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。

2. Vector 实现了RandmoAccess接口,即提供了随机访问功能。RandmoAccess是java中用来被List实现,为List提供快速访问功能的。在Vector中,我们即可以通过元素的序号快速获取元素对象;这就是快速随机访问。

3. Vector 实现了Cloneable接口,即实现clone()函数。它能被克隆。

4. Vector实现了java.io.Serializable接口,支持序列化。

5. Vector是支持泛型的。

 

 

二、Vector的基本属性:

   Vector 中定义了3个基本属性:存放元素的数组、数组大小、数组大小增长系数。

    // 保存Vector中数据的数组

    protected Object[] elementData;

    // 实际数据的数量

    protected int elementCount;

    // 容量增长系数

    protected int capacityIncrement;

 

 

三、Vector的构造方法:

1. 第一个构造方法(不带参数,默认构造方法):

    // 容量是10。

    public Vector() {

        this(10);

    }

 

2. 第二个构造方法(带一个参数:初始容量):

    public Vector(int initialCapacity) {

        this(initialCapacity, 0);

    }

 

3. 第三个构造方法(带两个参数:初始容量、增长系数):

    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {

        super();

        if (initialCapacity < 0)

            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+

                                               initialCapacity);

        // 新建一个数组,数组容量是initialCapacity

        this.elementData = new Object[initialCapacity];

        // 设置容量增长系数

        this.capacityIncrement = capacityIncrement;

    }

 

4. 第四个构造方法(参数传入指定集合):

    public Vector(Collection<? extends E> c) {

        // 获取“集合(c)”的数组,并将其赋值给elementData

        elementData = c.toArray();

        // 设置数组长度

        elementCount = elementData.length;

        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)

        if (elementData.getClass() != Object[].class)

            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);

    }

 

 

四、Vector增加元素方法:

1. addElement(E obj) :在vector末尾添加元素。

    public synchronized void addElement(E obj) {

        modCount++;

        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);

        elementData[elementCount++] = obj;

    }

 

2. add(int index, E element):在index位置添加元素element。

    public void add(int index, E element) {

        insertElementAt(element, index);

 

    }

 

3. insertElementAt(E obj, int index):在index位置处插入元素(obj)。

    public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {

        modCount++;

        if (index > elementCount) {

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " > " + elementCount);

        }

        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);

        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);

        elementData[index] = obj;

        elementCount++;

    }

 

4. addAll(Collection<? extends E> c) :将集合c添加到Vector中。

    public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {

        modCount++;

        Object[] a = c.toArray();

        int numNew = a.length;

        ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);

        // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中

        System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);

        elementCount += numNew;

        return numNew != 0;

 

    }

 

5. addAll(int index, Collection<? extends E> c):从index位置开始,将集合c添加到Vector中。

    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);

        int numMoved = elementCount - index;

        if (numMoved > 0)

        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);

        System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);

        elementCount += numNew;

        return numNew != 0;

    }

 

  

五、Vector的删除元素方法:

1. remove(Object o): 删除Vector中的元素o。

    public boolean remove(Object o) {

        return removeElement(o);

    }

 

2. removeElement(Object obj) :删除指定元素,在Vector中查找并删除元素obj。成功的话,返回true;否则,返回false。

    public synchronized boolean removeElement(Object obj) {

        modCount++;

        int i = indexOf(obj);

        if (i >= 0) {

            removeElementAt(i);

            return true;

        }

        return false;

    }

 

3. removeElementAt(int index):删除指定索引位置的元素。

    public synchronized void removeElementAt(int index) {

        modCount++;

        if (index >= elementCount) {

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +

                                 elementCount);

        } else if (index < 0) {

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        }

        int j = elementCount - index - 1;

        if (j > 0) {

            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);

        }

        elementCount--;

        elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */

    }

 

4. removeAllElements() :删除Vector中的全部元素。

    public synchronized void removeAllElements() {

        modCount++;

        // 将Vector中的全部元素设为null

        for (int i = 0; i < elementCount; i++)

            elementData[i] = null;

        elementCount = 0;

    }

 

5. removeRange(int fromIndex, int toIndex) :删除Vector中fromIndex到toIndex的元素。

    protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {

        modCount++;

        int numMoved = elementCount - toIndex;

        System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,

                         numMoved);

        // Let gc do its work

        int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);

        while (elementCount != newElementCount)

            elementData[--elementCount] = null;

    }

 

6. clear():清空Vector。

    public void clear() {

        removeAllElements();

 

    }

 

7. removeAll(Collection<?> c): 删除集合c的全部元素。

    public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {

        return super.removeAll(c);

    }

 

8.  retainAll(Collection<?> c) :删除“非集合c中的元素”。

    public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {

        return super.retainAll(c);

 

    }

 

 

 六、Vector的修改元素方法:

1. set(int index, E element):设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值。

    public synchronized E set(int index, E element) {

        if (index >= elementCount)

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        Object oldValue = elementData[index];

        elementData[index] = element;

        return (E)oldValue;

 

    }

 

2. setElementAt(E obj, int index):设置index位置的元素值为obj。

    public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {

        if (index >= elementCount) {

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +

                                 elementCount);

        }

        elementData[index] = obj;

    } 

  

 

七、Vector的获取元素方法:

1. get(int index):获取index位置的元素。

    public synchronized E get(int index) {

        if (index >= elementCount)

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        return (E)elementData[index];

    }

 

2. firstElement():获取Vector中的第一个元素。若失败,则抛出异常!

    public synchronized E firstElement() {

        if (elementCount == 0) {

            throw new NoSuchElementException();

        }

        return (E)elementData[0];

    }

 

3. lastElement():获取Vector中的最后一个元素。若失败,则抛出异常!

    public synchronized E lastElement() {

        if (elementCount == 0) {

            throw new NoSuchElementException();

        }

        return (E)elementData[elementCount - 1];

    }

 

4. subList(int fromIndex, int toIndex) :获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集。

    public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {

        return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);

    } 

 

 

 八、Vector的索引相关方法:

1. indexOf(Object o, int index):从index位置开始向后查找元素(o),若找到,则返回元素的索引值;否则,返回-1。

    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {

        if (o == null) {

            // 若查找元素为null,则正向找出null元素,并返回它对应的序号

            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)

            if (elementData[i]==null)

                return i;

        } else {

            // 若查找元素不为null,则正向找出该元素,并返回它对应的序号

            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)

            if (o.equals(elementData[i]))

                return i;

        }

        return -1;

    }

 

2. indexOf(Object o):查找并返回元素(o)在Vector中的索引值。

    public int indexOf(Object o) {

        return indexOf(o, 0);

    }

 

3. lastIndexOf(Object o):从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引。

    public synchronized int lastIndexOf(Object o) {

        return lastIndexOf(o, elementCount-1);

    }

 

4. lastIndexOf(Object o, int index):从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数;若找到,则返回元素的“索引值”;否则,返回-1。

    public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {

        if (index >= elementCount)

            throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);

        if (o == null) {

            // 若查找元素为null,则反向找出null元素,并返回它对应的序号

            for (int i = index; i >= 0; i--)

            if (elementData[i]==null)

                return i;

        } else {

            // 若查找元素不为null,则反向找出该元素,并返回它对应的序号。

            for (int i = index; i >= 0; i--)

            if (o.equals(elementData[i]))

                return i;

        }

        return -1;

    }

 

5. elementAt(int index):返回Vector中index位置的元素。 若index月结,则抛出异常。

    public synchronized E elementAt(int index) {

        if (index >= elementCount) {

            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);

        }

        return (E)elementData[index];

    }

 

  

九、 Vector的其他常用方法:

 1. capacity():返回“Vector的总的容量”。

    public synchronized int capacity() {

        return elementData.length;

    }

 

2. size():返回“Vector的实际大小”,即Vector中元素个数。

    public synchronized int size() {

        return elementCount;

    }

 

3. isEmpty():判断Vector是否为空。

    public synchronized boolean isEmpty() {

        return elementCount == 0;

    }

 

4. elements():返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”。

    public Enumeration<E> elements() {

        // 通过匿名类实现Enumeration

        return new Enumeration<E>() {

            int count = 0;

            // 是否存在下一个元素

            public boolean hasMoreElements() {

                return count < elementCount;

            }

            // 获取下一个元素

            public E nextElement() {

                synchronized (Vector.this) {

                    if (count < elementCount) {

                        return (E)elementData[count++];

                    }

                }

                throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");

            }

        };

    }

 

5. contains(Object o):返回Vector中是否包含对象(o)。

    public boolean contains(Object o) {

        return indexOf(o, 0) >= 0;

    }

 

6. containsAll(Collection<?> c):返回Vector是否包含集合c。

    public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {

        return super.containsAll(c);

 

    }

 

 

十、Vector的其他非常用方法:

 1. copyInto(Object[] anArray):将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中。

    public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {

        System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);

    }

 

 2. trimToSize():将当前容量值设为 == 实际元素个数。

    public synchronized void trimToSize() {

        modCount++;

        int oldCapacity = elementData.length;

        if (elementCount < oldCapacity) {

            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);

        }

    }

 

 3. ensureCapacityHelper(int minCapacity):确认“Vector容量”的帮助函数。

    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {

        int oldCapacity = elementData.length;

        // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素,增加容量大小。

        // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0),则将容量增大当capacityIncrement

        // 否则,将容量增大一倍。

        if (minCapacity > oldCapacity) {

            Object[] oldData = elementData;

            int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?

                (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);

            if (newCapacity < minCapacity) {

                newCapacity = minCapacity;

            }

            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);

        }

    }

 

 4. ensureCapacity(int minCapacity):确定Vector的容量。

    public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {

        // 将Vector的改变统计数+1

        modCount++;

        ensureCapacityHelper(minCapacity);

    }

 

 5. setSize(int newSize):设置容量值为 newSize。

    public synchronized void setSize(int newSize) {

        modCount++;

        if (newSize > elementCount) {

            // 若 "newSize 大于 Vector容量",则调整Vector的大小。

            ensureCapacityHelper(newSize);

        } else {

            // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量",则将newSize位置开始的元素都设置为null

            for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {

                elementData[i] = null;

            }

        }

        elementCount = newSize;

    } 

 

 

 十一、总结:

1.  Vector实际上是通过一个数组去保存数据的。当我们构造Vecotr时;若使用默认构造函数,则Vector的默认容量大小是10。

2.  当Vector容量不足以容纳全部元素时,Vector的容量会增加。若容量增加系数 >0,则将容量的值增加“容量增加系数”;否则,将容量大小增加一倍。

3.  Vector的克隆函数,即是将全部元素克隆到一个数组中。

4. 由于Vector内部方法实现了同步,所以是线程安全的。

5. Vector的使用场景:如果预先不知或不愿预先定义数组大小,并需频繁进行查找、插入和删除工作,同时考虑线程安全的情况,可以考虑使用Vector。

6. Vector允许存放null元素。

 

 

 十二、Vector与ArrayList的异同:

相同点:

1. 内部结构。两者都是用来表示可变数组,内部元素的存储都是通过数组来实现,都可以随机的访问某个元素。

 

 不同点:

1. 线程安全性。Vector是线程安全的(方法都带有synchronized关键字),支持多线程;而ArrayList是非线程安全的。

2. 扩容方式。Vector的容量增长方式是若容量增加系数 >0,则将容量的值增加“容量增加系数”;否则,将容量大小增加一倍。ArrayList的容量增长方式是(当前容量 *3)/2+1,约为原来的1.5倍(即每次增长50%)。

 

 

 

 

 

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