JAVA Vector源码解析和示例代码
JAVA Vector源码解析和示例代码
发布时间:2017-01-07 来源:查字典编辑
摘要:第1部分Vector介绍Vector是矢量队列,它是JDK1.0版本添加的类。继承于AbstractList,实现了List,RandomA...

第1部分 Vector介绍

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;但是,Vector不支持序列化,即没有实现java.io.Serializable接口。

Vector的继承关系

JAVA Vector源码解析和示例代码1

Vector与Collection关系如下图:

JAVA Vector源码解析和示例代码2

Vector的构造函数

复制代码 代码如下:

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)

Vector的API

复制代码 代码如下:

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()

第2部分 Vector源码解析

为了更了解Vector的原理,下面对Vector源码代码作出分析。

复制代码 代码如下:

package java.util;

public class Vector<E>

extends AbstractList<E>

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

{

// 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);

}

// 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);

}

// 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);

}

}

// 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);

}

}

// 确定Vector的容量。

public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {

// 将Vector的改变统计数+1

modCount++;

ensureCapacityHelper(minCapacity);

}

// 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;

}

// 返回“Vector的总的容量”

public synchronized int capacity() {

return elementData.length;

}

// 返回“Vector的实际大小”,即Vector中元素个数

public synchronized int size() {

return elementCount;

}

// 判断Vector是否为空

public synchronized boolean isEmpty() {

return elementCount == 0;

}

// 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");

}

};

}

// 返回Vector中是否包含对象(o)

public boolean contains(Object o) {

return indexOf(o, 0) >= 0;

}

// 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;

}

// 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值

public int indexOf(Object o) {

return indexOf(o, 0);

}

// 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);

}

// 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;

}

// 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];

}

// 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];

}

// 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];

}

// 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;

}

// 删除index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 */

}

// 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++;

}

// 将“元素obj”添加到Vector末尾

public synchronized void addElement(E obj) {

modCount++;

ensureCapacityHelper(elementCount + 1);

elementData[elementCount++] = obj;

}

// 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;

}

// 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;

}

// 克隆函数

public synchronized Object clone() {

try {

Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();

// 将当前Vector的全部元素拷贝到v中

v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);

v.modCount = 0;

return v;

} catch (CloneNotSupportedException e) {

// this shouldn't happen, since we are Cloneable

throw new InternalError();

}

}

// 返回Object数组

public synchronized Object[] toArray() {

return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);

}

// 返回Vector的模板数组。所谓模板数组,即可以将T设为任意的数据类型

public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {

// 若数组a的大小 < Vector的元素个数;

// 则新建一个T[]数组,数组大小是“Vector的元素个数”,并将“Vector”全部拷贝到新数组中

if (a.length < elementCount)

return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());

// 若数组a的大小 >= Vector的元素个数;

// 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。

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

if (a.length > elementCount)

a[elementCount] = null;

return a;

}

// 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];

}

// 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;

}

// 将“元素e”添加到Vector最后。

public synchronized boolean add(E e) {

modCount++;

ensureCapacityHelper(elementCount + 1);

elementData[elementCount++] = e;

return true;

}

// 删除Vector中的元素o

public boolean remove(Object o) {

return removeElement(o);

}

// 在index位置添加元素element

public void add(int index, E element) {

insertElementAt(element, index);

}

// 删除index位置的元素,并返回index位置的原始值

public synchronized E remove(int index) {

modCount++;

if (index >= elementCount)

throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

Object 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 (E)oldValue;

}

// 清空Vector

public void clear() {

removeAllElements();

}

// 返回Vector是否包含集合c

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

return super.containsAll(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;

}

// 删除集合c的全部元素

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

return super.removeAll(c);

}

// 删除“非集合c中的元素”

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

return super.retainAll(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;

}

// 返回两个对象是否相等

public synchronized boolean equals(Object o) {

return super.equals(o);

}

// 计算哈希值

public synchronized int hashCode() {

return super.hashCode();

}

// 调用父类的toString()

public synchronized String toString() {

return super.toString();

}

// 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);

}

// 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;

}

// java.io.Serializable的写入函数

private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)

throws java.io.IOException {

s.defaultWriteObject();

}

}

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3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。

复制代码 代码如下:

(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:

复制代码 代码如下:

import java.util.*;

/*

* @desc Vector遍历方式和效率的测试程序。

*

* @author skywang

*/

public class VectorRandomAccessTest {

public static void main(String[] args) {

Vector vec= new Vector();

for (int i=0; i<100000; i++)

vec.add(i);

iteratorThroughRandomAccess(vec) ;

iteratorThroughIterator(vec) ;

iteratorThroughFor2(vec) ;

iteratorThroughEnumeration(vec) ;

}

private static void isRandomAccessSupported(List list) {

if (list instanceof RandomAccess) {

System.out.println("RandomAccess implemented!");

} else {

System.out.println("RandomAccess not implemented!");

}

}

public static void iteratorThroughRandomAccess(List list) {

long startTime;

long endTime;

startTime = System.currentTimeMillis();

for (int i=0; i<list.size(); i++) {

list.get(i);

}

endTime = System.currentTimeMillis();

long interval = endTime - startTime;

System.out.println("iteratorThroughRandomAccess:" + interval+" ms");

}

public static void iteratorThroughIterator(List list) {

long startTime;

long endTime;

startTime = System.currentTimeMillis();

for(Iterator iter = list.iterator(); iter.hasNext(); ) {

iter.next();

}

endTime = System.currentTimeMillis();

long interval = endTime - startTime;

System.out.println("iteratorThroughIterator:" + interval+" ms");

}

public static void iteratorThroughFor2(List list) {

long startTime;

long endTime;

startTime = System.currentTimeMillis();

for(Object obj:list)

endTime = System.currentTimeMillis();

long interval = endTime - startTime;

System.out.println("iteratorThroughFor2:" + interval+" ms");

}

public static void iteratorThroughEnumeration(Vector vec) {

long startTime;

long endTime;

startTime = System.currentTimeMillis();

for(Enumeration enu = vec.elements(); enu.hasMoreElements(); ) {

enu.nextElement();

}

endTime = System.currentTimeMillis();

long interval = endTime - startTime;

System.out.println("iteratorThroughEnumeration:" + interval+" ms");

}

}

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4部分 Vector示例

下面通过示例学习如何使用Vector

复制代码 代码如下:

import java.util.Vector;

import java.util.List;

import java.util.Iterator;

import java.util.Enumeration;

/**

* @desc Vector测试函数:遍历Vector和常用API

*

* @author skywang

*/

public class VectorTest {

public static void main(String[] args) {

// 新建Vector

Vector vec = new Vector();

// 添加元素

vec.add("1");

vec.add("2");

vec.add("3");

vec.add("4");

vec.add("5");

// 设置第一个元素为100

vec.set(0, "100");

// 将“500”插入到第3个位置

vec.add(2, "300");

System.out.println("vec:"+vec);

// (顺序查找)获取100的索引

System.out.println("vec.indexOf(100):"+vec.indexOf("100"));

// (倒序查找)获取100的索引

System.out.println("vec.lastIndexOf(100):"+vec.lastIndexOf("100"));

// 获取第一个元素

System.out.println("vec.firstElement():"+vec.firstElement());

// 获取第3个元素

System.out.println("vec.elementAt(2):"+vec.elementAt(2));

// 获取最后一个元素

System.out.println("vec.lastElement():"+vec.lastElement());

// 获取Vector的大小

System.out.println("size:"+vec.size());

// 获取Vector的总的容量

System.out.println("capacity:"+vec.capacity());

// 获取vector的“第2”到“第4”个元素

System.out.println("vec 2 to 4:"+vec.subList(1, 4));

// 通过Enumeration遍历Vector

Enumeration enu = vec.elements();

while(enu.hasMoreElements())

System.out.println("nextElement():"+enu.nextElement());

Vector retainVec = new Vector();

retainVec.add("100");

retainVec.add("300");

// 获取“vec”中包含在“retainVec中的元素”的集合

System.out.println("vec.retain():"+vec.retainAll(retainVec));

System.out.println("vec:"+vec);

// 获取vec对应的String数组

String[] arr = (String[]) vec.toArray(new String[0]);

for (String str:arr)

System.out.println("str:"+str);

// 清空Vector。clear()和removeAllElements()一样!

vec.clear();

// vec.removeAllElements();

// 判断Vector是否为空

System.out.println("vec.isEmpty():"+vec.isEmpty());

}

}

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