Java基础——Vector源码分析

Vector是什么

Vector是基于可变数组的List接口的同步实现

Vector是有序的

Vector允许null键和null值

Vector已经不建议使用了

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

}

Vector实现了List接口、底层使用数组保存所有元素，其操作基本上是对数组的操作

Vector继承了AbstractList抽象类，它是一个数组队列，提供了相关的添加、删除、修改、遍历等功能

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，我们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

Vector实现了Cloneable接口，即覆盖了函数clone()，能被克隆

Vector实现了java.io.Serializable接口，意味着ArrayList支持序列化

Vector的成员变量

// 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;
// Vector的序列版本号
private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;

Vector的构造方法

Vector共有4个构造函数

Vector()：默认构造函数

Vector(int capacity)：capacity是Vector的默认容量大小，当由于增加数据导致容量增加时，每次容量会增加一倍

Vector(int capacity, int capacityIncrement)：capacity是Vector的默认容量大小，capacityIncrement是每次Vector容量增加时的增量值

Vector(Collection< ? extends E> collection)：创建一个包含collection的Vector

// Vector构造函数。默认容量是10。
public Vector() {
this(10);
}

// 指定Vector容量大小的构造函数
public Vector(int initialCapacity) {
this(initialCapacity, 0);
}

// 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数
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;
}

// 指定集合的Vector构造函数。
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);
}

Vector的存储

1、setElementAt(E obj, int index)或add(int index, E element)

更新index位置元素，此方法无返回值

public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {
if (index >= elementCount) {
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
elementData[index] = obj;
}
//另一种写法
public void add(int index, E element) {
insertElementAt(element, index);
}

2、set(int index, E element)

更新index位置元素，此方法返回index位置上的旧值

public synchronized E set(int index, E element) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

E oldValue = elementData(index);
elementData[index] = element;
return oldValue;
}

3、add(E e)或addElement(E obj)

尾部添加元素

public synchronized boolean add(E e) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
elementData[elementCount++] = e;
return true;
}

public synchronized void addElement(E obj) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(elementCount + 1); // 确保可以插入元素，当到达最大容量，进行扩容
elementData[elementCount++] = obj;
}

4、insertElementAt(E obj, int index)

index位置插入元素 o

public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
modCount++;
if (index > elementCount) { // 越界
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
+ " > " + elementCount);
}
ensureCapacityHelper(elementCount + 1); // 确保可以插入元素
// index - elementCount 之间的元素 后移一位
System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
elementData[index] = obj; // 插入元素
elementCount++; // 元素个数 + 1
}

Vector的获取

1、firstElement()

获取第一个元素

public synchronized E firstElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(0);
}

2、lastElement()

获取最后一个元素

public synchronized E lastElement() {
if (elementCount == 0) {
throw new NoSuchElementException();
}
return elementData(elementCount - 1);
}

3、elementData(int index)或get(int index)

获取index位置元素，两个方式最大区别于是否抛出异常

@SuppressWarnings("unchecked")
E elementData(int index) {
return (E) elementData[index];
}
//另一种方式
public synchronized E get(int index) {
if (index >= elementCount)
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

return elementData(index);
}

Vector的删除

1、remove(int index)或removeElementAt(int index)

删除index位置元素，两种方式区别于有无返回值

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;
}
//另一种方式
public synchronized void removeElementAt(int index) {
modCount++;
if (index >= elementCount) { // 越界
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
elementCount);
}
else if (index < 0) { // 越界
throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
}
int j = elementCount - index - 1; // 需要移动元素个数
if (j > 0) { // elementData数组，从index+1开始复制j个元素，到该数组的index开始位置
System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
}
elementCount--; // 元素个数-1
elementData[elementCount] = null; // 空，有利于垃圾回收
}

2、removeElement(Object obj)或remove(Object o)

删除元素obj

public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
modCount++;
int i = indexOf(obj);
if (i >= 0) {
removeElementAt(i);
return true;
}
return false;
}
//另一种方式
public boolean remove(Object o) {
return removeElement(o);
}

3、removeAllElements()

删除所有元素

public synchronized void removeAllElements() {
modCount++;
// Let gc do its work
for (int i = 0; i < elementCount; i++)
elementData[i] = null;

elementCount = 0;
}

Vector调整数组容量

数组扩容有两个方法，其中开发者可以通过一个public的方法ensureCapacity(int minCapacity)来增加Vector的容量，而在存储元素等操作过程中，如果遇到容量不足，会调用priavte方法private void ensureCapacityHelper(int minCapacity)实现，且每次数组容量的增长是其原容量的2倍

public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity > 0) {
modCount++;
ensureCapacityHelper(minCapacity);//是否需要增加容量
}
}

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
if (minCapacity - elementData.length > 0)// true 增加容量
grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
// overflow-conscious code
int oldCapacity = elementData.length;
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);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
if (minCapacity < 0) // overflow
throw new OutOfMemoryError();
return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
Integer.MAX_VALUE :
MAX_ARRAY_SIZE;
}

Vector的遍历方式

通过迭代器遍历，即通过Iterator去遍历

随机访问，通过索引值去遍历

Enumeration遍历

Vector和ArrayList的区别

Vector	ArrayList
同步、线程安全的	异步、线程不安全
需要额外开销来维持同步锁，性能慢	性能快
可以使用Iterator、foreach、Enumeration输出	只能使用Iterator、foreach输出

总结

复习一下之前所学的内容和今天所学的内容，用图说话