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Java常見集合架構(六):List之Vector

1.Vector

public class Vector extends AbstractList implements List, java.io.Serializable
  • 實作可增長的對象數組
  • 可以使用整數索引進行通路, 可根據需要增大或縮小
  • 方法上加synchronized保證同步的,fail-fast。
成員變量
/**
     * 存儲向量元件的數組緩沖區。
     */
    protected Object[] elementData;
    /**
     * Vector 對象中的有效元件數。
     */
    protected int elementCount;
    /**
     * 向量的大小大于其容量時,容量自動增加的量。
     */
    protected int capacityIncrement;
           
構造函數
/**
 *使用指定的初始容量和容量增量構造一個空的向量。
 */
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
    super();
    if (initialCapacity < )
            throw new IllegalArgumentException("Illegal    Capacity: "+initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}

/**
 * 使用指定的初始容量和等于零的容量增量構造一個空向量。
 */
public Vector(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, );
}

/**
 *構造一個空向量,使其内部資料數組的大小為 10,其标準容量增量為零。
 */
public Vector() {
    this();
}

/**
 * 構造一個包含指定 collection 中的元素的向量且按疊代器傳回元素的順序排列。
 */
public Vector(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    elementCount = elementData.length;
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    //c.toArray有可能傳回的不是Object[]類型,
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
        //Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);這個方法就是用來建立1個Object[]數組,這樣數組中就可以存放任意對象了。
}
           

常用方法介紹:

boolean add(E e): 将指定元素添加到此向量的末尾。
public synchronized boolean add(E e) {
    //修改次數+1
    modCount++;
    //擴容
    ensureCapacityHelper(elementCount + );
    //元素放到向量末尾
    elementData[elementCount++] = e;
    return true;
}

//保證容量足夠
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
    //擷取現有數組大小
    int oldCapacity = elementData.length;
    //若要求的最小容量大于現有容量,進行擴容
    if (minCapacity > oldCapacity) {
        Object[] oldData = elementData;
        //若設定了增量則為現有容量大小+增量,否則現有容量*2
        int newCapacity = (capacityIncrement > ) ?
        (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * );
        //若計算後的擴容容量都不滿足最小容量要求,本次擴容到最小容量
        if (newCapacity < minCapacity) {
            newCapacity = minCapacity;
         }
         //進行擴容并數組複制
         elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
}
           

由源碼可知,synchronized保證新增同步,擴容方案為:先計算預期擴容大小(容量增量>0,則預期為:現有容量+容量增量,否則為:現有容量*2),計算後與要求的最小容量比較,取最大值。

之是以有計算預期擴容大小,是因為每次add時,擴容為現有容量+要新增的元素個數,如果每次都擴容到剛剛好放所有新元素,則每次都需要擴容,進行數組複制,性能會比較差。

void add(int index, E element): 在此向量的指定位置插入指定的元素。
public void add(int index, E element) {
    insertElementAt(element, index);
}

public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
    //修改次數+1
    modCount++;
    //數組越界檢查
    if (index > elementCount) {
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
                             + " > " + elementCount);
    }
    //擴容
    ensureCapacityHelper(elementCount + );
    //向量擴容并複制
    System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + , elementCount - index);
    //設定指定索引元素為新元素
    elementData[index] = obj;
    //容量元素數+1
    elementCount++;
}
           
boolean addAll(Collection c) :将指定 Collection 中的所有元素添加到此向量的末尾,按照指定 collection 的疊代器所傳回的順序添加這些元素。
public synchronized boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
    //修改次數+1
    modCount++;
    //擷取collection數組
    Object[] a = c.toArray();
    int numNew = a.length;
    //擴容
    ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);
    //元素數組複制,擴容,并将添加到向量末尾
    System.arraycopy(a, , elementData, elementCount, numNew);
    //更新元素數
    elementCount += numNew;
    //傳回是否新增了元素
    return numNew != ;
}
           
E get(int index):傳回向量中指定位置的元素
public synchronized E get(int index) {
    //數組邊界檢查
    if (index >= elementCount)
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
    return (E)elementData[index];
}
           
E set(int index, E element):用指定的元素替換此向量中指定位置處的元素。
public synchronized E set(int index, E element) {
    //數組邊界檢查
    if (index >= elementCount)
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
    //擷取對應索引原有元素值
    Object oldValue = elementData[index];
    //設定新的元素值
    elementData[index] = element;
    //傳回原有元素值
    return (E)oldValue;
}
           
boolean remove(Object o):引用塊内容移除此向量中指定元素的第一個比對項,如果向量不包含該元素,則元素保持不變。
public boolean remove(Object o) {
   return removeElement(o);
}

public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
    //修改次數+1
    modCount++;
    int i = indexOf(obj);
    if (i >= ) {
        removeElementAt(i);
        return true;
    }
    return false;
}
/**
 *傳回此向量中第一次出現的指定元素的索引,如果此向量不包含該元素,則傳回 -1。
 */
public int indexOf(Object o) {
    return indexOf(o, );
}
/**
 *傳回此向量中第一次出現的指定元素的索引,從 index 處正向搜尋,如果未找到該元素,則傳回 -1。
 */
public synchronized int indexOf(Object o, int index) {
    if (o == null) {//元素為NULL
        for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
            if (elementData[i]==null)
                return i;
    } else {
        for (int i = index ; i < elementCount ; i++)
            if (o.equals(elementData[i]))
                return i;
    }
    return -;
}
           

由源碼可看成之是以判斷元素是否為NULL,是NULL則使用“==”比對,否則使用equals,是為了防止NULL也使用equals會出現空指針異常。

E remove(int index): 移除此向量中指定位置的元素。
public synchronized E remove(int index) {
    //修改次數+1
    modCount++;
    //數組邊界檢查
    if (index >= elementCount)
        throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
    //擷取原有數值    
    Object oldValue = elementData[index];
    //計算要移動的元素數
    int numMoved = elementCount - index - ;
    if (numMoved > )
        //複制元素,并将元素整體前移一位,從索引index+1開始
        //此時倒數第二個元素和末尾元素相同
        System.arraycopy(elementData, index+, elementData, index,
                 numMoved);
    //設定末尾為空,等待垃圾回收              
    elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work
    //傳回被移除的元素
    return (E)oldValue;
}
           
boolean removeAll(Collection c):從此向量中移除包含在指定 Collection 中的所有元素。
public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) {
        //調用的父類(AbstractList)的父類(AbstractCollection)
        return super.removeAll(c);
}

/**
 * 移除此 collection 中那些也包含在指定 collection 中的所有元素(可選操作)。
 */
public boolean removeAll(Collection<?> c) {
    boolean modified = false;
    Iterator<?> e = iterator();
    while (e.hasNext()) {
        if (c.contains(e.next())) {
        e.remove();
        modified = true;
        }
    }
    return modified;
}
           

Iterator iterator(): 傳回以恰當順序在此清單的元素上進行疊代的疊代器。

Vector其實沒有重寫此方法,下面源碼是其父類的。

/**
 *AbstractList父類的方法,具體參照前面文章
 */
public Iterator<E> iterator() {
    return new Itr();
}