Java 集合系列之 Vector详细介绍(源码解析)和使用示例

淩亂°似流年 2021-09-19 12:48 216阅读 0赞

### 第1部分 Vector介绍 ###

**Vector简介**

Vector 是**矢量队列**，它是JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList，实现了List, RandomAccess, Cloneable这些接口。  
Vector 继承了AbstractList，实现了List；所以，**它是一个队列，支持相关的添加、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。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。  
Vector 实现了Cloneable接口，即实现clone()函数。它能被克隆。  
  
和ArrayList不同，**Vector中的操作是线程安全的**。

**Vector的构造函数**

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Vector共有4个构造函数
    // 默认构造函数
    Vector()
    
    // 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)
    
    // 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(int capacity, int capacityIncrement)
    
    // 创建一个包含collection的Vector
    Vector(Collection<? extends E> collection)

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**Vector的API**

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synchronized boolean        add(E object)
                 void           add(int location, E object)
    synchronized boolean        addAll(Collection<? extends E> collection)
    synchronized boolean        addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
    synchronized void           addElement(E object)
    synchronized int            capacity()
                 void           clear()
    synchronized Object         clone()
                 boolean        contains(Object object)
    synchronized boolean        containsAll(Collection<?> collection)
    synchronized void           copyInto(Object[] elements)
    synchronized E              elementAt(int location)
                 Enumeration<E> elements()
    synchronized void           ensureCapacity(int minimumCapacity)
    synchronized boolean        equals(Object object)
    synchronized E              firstElement()
                 E              get(int location)
    synchronized int            hashCode()
    synchronized int            indexOf(Object object, int location)
                 int            indexOf(Object object)
    synchronized void           insertElementAt(E object, int location)
    synchronized boolean        isEmpty()
    synchronized E              lastElement()
    synchronized int            lastIndexOf(Object object, int location)
    synchronized int            lastIndexOf(Object object)
    synchronized E              remove(int location)
                 boolean        remove(Object object)
    synchronized boolean        removeAll(Collection<?> collection)
    synchronized void           removeAllElements()
    synchronized boolean        removeElement(Object object)
    synchronized void           removeElementAt(int location)
    synchronized boolean        retainAll(Collection<?> collection)
    synchronized E              set(int location, E object)
    synchronized void           setElementAt(E object, int location)
    synchronized void           setSize(int length)
    synchronized int            size()
    synchronized List<E>        subList(int start, int end)
    synchronized <T> T[]        toArray(T[] contents)
    synchronized Object[]       toArray()
    synchronized String         toString()
    synchronized void           trimToSize()

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### 第2部分 Vector数据结构 ###

**Vector的继承关系**

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java.lang.Object
       ↳     java.util.AbstractCollection<E>
             ↳     java.util.AbstractList<E>
                   ↳     java.util.Vector<E>
    
    public class Vector<E>
        extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {}

![复制代码][copycode.gif]

**Vector与Collection关系如下图**：

[![272347229531613.jpg][]][272347229531613.jpg]

Vector的数据结构和[ArrayList][]差不多，它包含了3个成员变量：elementData , elementCount， capacityIncrement。

(01) elementData 是"Object\[\]类型的数组"，它保存了添加到Vector中的元素。elementData是个动态数组，如果初始化Vector时，没指定动态数组的>大小，则使用默认大小10。随着Vector中元素的增加，Vector的容量也会动态增长，capacityIncrement是与容量增长相关的增长系数，具体的增长方式，请参考源码分析中的ensureCapacity()函数。

(02) elementCount 是动态数组的实际大小。

(03) capacityIncrement 是动态数组的增长系数。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。

### **第3部分 Vector源码解析(基于JDK1.6.0\_45)** ###

为了更了解Vector的原理，下面**对Vector源码代码作出分析**。

![ContractedBlock.gif][]

**总结**：  
(01) 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**。  
(02) 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。**  
(03) Vector的克隆函数，即是将全部元素克隆到一个数组中。

### **第4部分 Vector遍历方式** ###

Vector支持**4种遍历方式**。建议使用下面的第二种去遍历Vector，因为效率问题。

(01) 第一种，通过**迭代器**遍历。即通过Iterator去遍历。

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

(02) 第二种，**随机访问**，通过索引值去遍历。  
由于Vector实现了RandomAccess接口，它支持通过索引值去随机访问元素。

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

(03) 第三种，**另一种for循环**。如下：

Integer value = null;
    for (Integer integ:vec) {
        value = integ;
    }

(04) 第四种，**Enumeration遍历**。如下：

Integer value = null;
    Enumeration enu = vec.elements();
    while (enu.hasMoreElements()) {
        value = (Integer)enu.nextElement();
    }

**测试这些遍历方式效率的代码如下**：

![ContractedBlock.gif][]

**运行结果**：

iteratorThroughRandomAccess：6 ms
    iteratorThroughIterator：9 ms
    iteratorThroughFor2：8 ms
    iteratorThroughEnumeration：7 ms

**总结**：遍历Vector，使用索引的随机访问方式最快，使用迭代器最慢。

### **第5部分 Vector示例** ###

下面通过示例学习如何使用Vector

![ContractedBlock.gif][]

**运行结果**：

![复制代码][copycode.gif]

vec:[100, 2, 300, 3, 4, 5]
    vec.indexOf(100):0
    vec.lastIndexOf(100):0
    vec.firstElement():100
    vec.elementAt(2):300
    vec.lastElement():5
    size:6
    capacity:10
    vec 2 to 4:[2, 300, 3]
    nextElement():100
    nextElement():2
    nextElement():300
    nextElement():3
    nextElement():4
    nextElement():5
    vec.retain():true
    vec:[100, 300]
    str:100
    str:300
    vec.isEmpty():true

![复制代码][copycode.gif]

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[272347229531613.jpg]: /images/20210812/88e1be68174d40ab9cc86ea822866638.png
[ArrayList]: http://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3308556.html
[ContractedBlock.gif]: /images/20210812/6adb64f2370a4d589be507a7f9cb3790.png