深入理解 Vector
文章目录
- 什么是Vector？
- Vector与ArrayList有什么区别？
- 相同点
- 不同点
- Vector中的一些成员变量
- Vector中的构造方法有哪些？
- 一、Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)
- 二、Vector(int initialCapacity)
- 三、Vector()
- 四、Vector(Collection<? extends E> c)
- Vector的扩容
- grow
- hugeCapacity()
- Vector中常用的操作
- add()
- ensureCapacityHelper()
- get()
- remove()
- 为什么说Vector是线程安全的？
- Vector的简单使用
什么是Vector？
Vector是一个可以实现自动增长的对象数组（简称动态数组），可以随着向量元素的增加而动态地增长，实际上是一种动态顺序表的应用
Vector与ArrayList有什么区别？
相同点
Vector：
public class Vector<E>extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{}
ArrayList：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable{}
可以看到 Vector 和 ArrayList 都继承了 AbstractList 类，并且都实现了 List、RandomAccess、Cloneable、Serializable 接口，都可以存储 null 值
不同点
这样看来 Vector 和 ArrayLis 的功能是一样的，那为什么会有 Vector 这个动态数组呢？ArrayList不也是动态数组吗？因为 Vector 是基于线程安全的，而ArrayList不是线程安全的，所以有很多人都会说 Vector 是线程安全的 ArrayList
ArrayList默认的扩容倍数是1.5倍（关于ArrayList的扩容可以看下这篇文章 深入理解ArrayList），而Vector默认扩容的倍数是2倍
Vector中的一些成员变量
// 底层实现是数组
protected Object[] elementData;// 数组元素个数
protected int elementCount;// 扩容时增长数量
protected int capacityIncrement;// 序列ID
private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;
Vector中的构造方法有哪些？
一、Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement)
// 创建输入参数为初始化容量和增长量参数的构造方法
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {super();// 如果向量的初始化容量为负数，则抛出 IllegalArgumentException 异常if (initialCapacity < 0)throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+initialCapacity);// 将初始化容量的长度作为Object数组（elementData）的实际长度this.elementData = new Object[initialCapacity];// 初始化增量参数this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}
二、Vector(int initialCapacity)
// 创建一个初始化容量且增量为0的数组
public Vector(int initialCapacity) {this(initialCapacity, 0);
}
三、Vector()
// 创建一个初始化容量为10，且增量为0的空数组
public Vector() {this(10);
}
四、Vector(Collection<? extends E> c)
// 创建一个包含指定集合中元素的数组，这些元素会按集合的迭代器返回元素的顺序排列
public Vector(Collection<? extends E> c) {// 将集合元素（c）转换为数组并赋值给Object数组（elementData）elementData = c.toArray();// 获取数组的长度elementCount = elementData.length;// c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)if (elementData.getClass() != Object[].class)// 将c中的元素拷贝到Object数组（elementData）elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
}
Vector的扩容
grow
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;// 传入一个最小容量
private void grow(int minCapacity) {// overflow-conscious code// oldCapacity翻译过来就是旧的容量，把Object数组（elementData）的长度赋值给旧的容量int oldCapacity = elementData.length;// newCapacity翻译过来就是新的容量，当增量 > 0 // 那么新的容量就等于旧的容量+增量，否则为旧的容量的2倍（这里跟ArrayList中的不太一样）int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?capacityIncrement : oldCapacity);// 如果新的容量 - 实际需要的容量 < 0if (newCapacity - minCapacity < 0)// 将实际需要的容量赋值给新的容量newCapacity = minCapacity;// 如果新的容量比数组最大的容量还要大if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)// 那么就扩容为巨大容量newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);// 用Arrays.copyOf复制elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}
hugeCapacity()
巨大容量 hugeCapacity() 方法源码如下（跟ArrayList的一样）：
private static int hugeCapacity(int minCapacity) {// 如果传入的实际容量 < 0，则抛出 OutOfMemoryError 异常if (minCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE;
}
为了能更好的理解，我们把这段代码搬过来运行测试一下：
/*** 自己新建的类：测试 hugeCapacity 方法的作用*/
public class HashDemo {private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;private static int hugeCapacity(int minCapacity) {if (minCapacity < 0) // overflowthrow new OutOfMemoryError();return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?Integer.MAX_VALUE :MAX_ARRAY_SIZE;}public static void main(String[] args) {// 假设这里传入10int i = hugeCapacity(10);System.out.println("Integer Max Value is " + Integer.MAX_VALUE);System.out.println("hugeCapacity return is " + i);}
}输出结果为：
可以看到 Integer的最大值为 2147483647，最大值 - 8 = 2147483639，也就是说不管我们传入的数字是多少，经过 hugeCapacity() 运算后得到的结果都是 最大值 - 8 = 2147483639
Integer Max Value is 2147483647
hugeCapacity return is 2147483639
我们再把传入的数字改大一点，比如我们传入一个比 最大值 - 8 = 2147483639 还要大的数字
public static void main(String[] args) {// 假设这里传入10int i = hugeCapacity(2147483640);System.out.println("Integer Max Value is " + Integer.MAX_VALUE);System.out.println("hugeCapacity return is " + i);
}
输出结果为：
可以看到当穿传入的数字比 最大值 - 8 = 2147483639 还要大的数字的时候，返回的值就是 Integer 的最大值
Integer Max Value is 2147483647
hugeCapacity return is 2147483647
这样讲下来应该比较好理解了
Vector中常用的操作
add()
// 采用同步的方式往向量中添加元素
public synchronized boolean add(E e) {modCount++;// 因为添加的元素需要动态地扩容，所以调用 ensureCapacityHelper 方法的时候需要 + 1ensureCapacityHelper(elementCount + 1);// 采用顺序表添加元素，赋值长度+1elementData[elementCount++] = e;return true;
}
ensureCapacityHelper()
private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {// overflow-conscious code// 如果elementCount + 1 - 数组的容量 > 0 if (minCapacity - elementData.length > 0)// 则进行扩容操作（上面已讲解grow方法）grow(minCapacity);
}
get()
// 返回向量中指定位置的元素
public synchronized E get(int index) {// 如果下标 > 数组元素，则抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常if (index >= elementCount)throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);// 否则返回指定索引的对象return elementData(index);
}
remove()
protected transient int modCount = 0;public synchronized E remove(int index) {// 修改次数+1modCount++;// 如果下标大于元素的数量，则抛出 ArrayIndexOutOfBoundsException 异常if (index >= elementCount)throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);// 使用下标获取对应的旧值E oldValue = elementData(index);// 计算删除元素后需要移动补位的元素的数量int numMoved = elementCount - index - 1;// 如果这个数量 > 0if (numMoved > 0)// 拷贝元素System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,numMoved);// 删除元素elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work// 返回旧值return oldValue;
}
为什么说Vector是线程安全的？
可以看到Vector的操作都是使用synchronized关键字进行同步的，也就是说是线程安全的，由于Vector是同步的，所以效率要比ArrayList低
Vector的简单使用
创建一个Vector向量，添加元素
public class HashDemo {public static void main(String[] args) {Vector<String> vector = new Vector<>();vector.add("ArrayList");vector.add("HashMap");vector.add("ConcurrentHashMap");vector.add("LinkedList");vector.add("LinkedHashMap");System.out.println(vector);}
}
输出结果为：
[ArrayList, HashMap, ConcurrentHashMap, LinkedList, LinkedHashMap]
使用迭代器输出结果
public class HashDemo {public static void main(String[] args) {Vector<String> vector = new Vector<>();vector.add("ArrayList");vector.add("HashMap");vector.add("ConcurrentHashMap");vector.add("LinkedList");vector.add("LinkedHashMap");Iterator<String> iterator = vector.iterator();while (iterator.hasNext()){System.out.println(iterator.next()); // 这里一定要加上next()，不然会出现死循环}}
}
输出结果为：
ArrayList
HashMap
ConcurrentHashMap
LinkedList
LinkedHashMap
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