【Java集合源码剖析】Vector源码剖析

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-07-18 00:24 277阅读 0赞

# Vector简介 #

Vector也是基于数组实现的，是一个动态数组，其容量能自动增长。

Vector是JDK1.0引入了，它的很多实现方法都加入了同步语句，因此是线程安全的（其实也只是相对安全，有些时候还是要加入同步语句来保证线程的安全），可以用于多线程环境。

Vector没有丝线Serializable接口，因此它不支持序列化，实现了Cloneable接口，能被克隆，实现了RandomAccess接口，支持快速随机访问。

# Vector源码剖析 #

Vector的源码如下（加入了比较详细的注释）：

**\[java\]**  [view plain][]   [copy][view plain]

1.  **package** java.util;    
2.     
3.  **public** **class** Vector<E>    
4.      **extends** AbstractList<E>    
5.      **implements** List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
6.  \{    
7.         
8.      // 保存Vector中数据的数组    
9.      **protected** Object\[\] elementData;    
10.    
11.     // 实际数据的数量    
12.     **protected** **int** elementCount;    
13.    
14.     // 容量增长系数    
15.     **protected** **int** capacityIncrement;    
16.    
17.     // Vector的序列版本号    
18.     **private** **static** **final** **long** serialVersionUID = -2767605614048989439L;    
19.    
20.     // Vector构造函数。默认容量是10。    
21.     **public** Vector() \{    
22.         **this**(10);    
23.     \}    
24.    
25.     // 指定Vector容量大小的构造函数    
26.     **public** Vector(**int** initialCapacity) \{    
27.         **this**(initialCapacity, 0);    
28.     \}    
29.    
30.     // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数    
31.     **public** Vector(**int** initialCapacity, **int** capacityIncrement) \{    
32.         **super**();    
33.         **if** (initialCapacity < 0)    
34.             **throw** **new** IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "\+    
35.                                                initialCapacity);    
36.         // 新建一个数组，数组容量是initialCapacity    
37.         **this**.elementData = **new** Object\[initialCapacity\];    
38.         // 设置容量增长系数    
39.         **this**.capacityIncrement = capacityIncrement;    
40.     \}    
41.    
42.     // 指定集合的Vector构造函数。    
43.     **public** Vector(Collection<? **extends** E> c) \{    
44.         // 获取“集合(c)”的数组，并将其赋值给elementData    
45.         elementData = c.toArray();    
46.         // 设置数组长度    
47.         elementCount = elementData.length;    
48.         // c.toArray might (incorrectly) not return Object\[\] (see 6260652)    
49.         **if** (elementData.getClass() != Object\[\].**class**)    
50.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object\[\].**class**);    
51.     \}    
52.    
53.     // 将数组Vector的全部元素都拷贝到数组anArray中    
54.     **public** **synchronized** **void** copyInto(Object\[\] anArray) \{    
55.         System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);    
56.     \}    
57.    
58.     // 将当前容量值设为 =实际元素个数    
59.     **public** **synchronized** **void** trimToSize() \{    
60.         modCount++;    
61.         **int** oldCapacity = elementData.length;    
62.         **if** (elementCount < oldCapacity) \{    
63.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
64.         \}    
65.     \}    
66.    
67.     // 确认“Vector容量”的帮助函数    
68.     **private** **void** ensureCapacityHelper(**int** minCapacity) \{    
69.         **int** oldCapacity = elementData.length;    
70.         // 当Vector的容量不足以容纳当前的全部元素，增加容量大小。    
71.         // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0)，则将容量增大当capacityIncrement    
72.         // 否则，将容量增大一倍。    
73.         **if** (minCapacity > oldCapacity) \{    
74.             Object\[\] oldData = elementData;    
75.             **int** newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?    
76.                 (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity \* 2);    
77.             **if** (newCapacity < minCapacity) \{    
78.                 newCapacity = minCapacity;    
79.             \}    
80.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
81.         \}    
82.     \}    
83.    
84.     // 确定Vector的容量。    
85.     **public** **synchronized** **void** ensureCapacity(**int** minCapacity) \{    
86.         // 将Vector的改变统计数+1    
87.         modCount++;    
88.         ensureCapacityHelper(minCapacity);    
89.     \}    
90.    
91.     // 设置容量值为 newSize    
92.     **public** **synchronized** **void** setSize(**int** newSize) \{    
93.         modCount++;    
94.         **if** (newSize > elementCount) \{    
95.             // 若 "newSize 大于 Vector容量"，则调整Vector的大小。    
96.             ensureCapacityHelper(newSize);    
97.         \} **else** \{    
98.             // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量"，则将newSize位置开始的元素都设置为null    
99.             **for** (**int** i = newSize ; i < elementCount ; i++) \{    
100.                 elementData\[i\] = **null**;    
101.             \}    
102.         \}    
103.         elementCount = newSize;    
104.     \}    
105.    
106.     // 返回“Vector的总的容量”    
107.     **public** **synchronized** **int** capacity() \{    
108.         **return** elementData.length;    
109.     \}    
110.    
111.     // 返回“Vector的实际大小”，即Vector中元素个数    
112.     **public** **synchronized** **int** size() \{    
113.         **return** elementCount;    
114.     \}    
115.    
116.     // 判断Vector是否为空    
117.     **public** **synchronized** **boolean** isEmpty() \{    
118.         **return** elementCount == 0;    
119.     \}    
120.    
121.     // 返回“Vector中全部元素对应的Enumeration”    
122.     **public** Enumeration<E> elements() \{    
123.         // 通过匿名类实现Enumeration    
124.         **return** **new** Enumeration<E>() \{    
125.             **int** count = 0;    
126.    
127.             // 是否存在下一个元素    
128.             **public** **boolean** hasMoreElements() \{    
129.                 **return** count < elementCount;    
130.             \}    
131.    
132.             // 获取下一个元素    
133.             **public** E nextElement() \{    
134.                 **synchronized** (Vector.**this**) \{    
135.                     **if** (count < elementCount) \{    
136.                         **return** (E)elementData\[count++\];    
137.                     \}    
138.                 \}    
139.                 **throw** **new** NoSuchElementException("Vector Enumeration");    
140.             \}    
141.         \};    
142.     \}    
143.    
144.     // 返回Vector中是否包含对象(o)    
145.     **public** **boolean** contains(Object o) \{    
146.         **return** indexOf(o, 0) >= 0;    
147.     \}    
148.    
149.    
150.     // 从index位置开始向后查找元素(o)。    
151.     // 若找到，则返回元素的索引值；否则，返回-1    
152.     **public** **synchronized** **int** indexOf(Object o, **int** index) \{    
153.         **if** (o == **null**) \{    
154.             // 若查找元素为null，则正向找出null元素，并返回它对应的序号    
155.             **for** (**int** i = index ; i < elementCount ; i++)    
156.             **if** (elementData\[i\]==**null**)    
157.                 **return** i;    
158.         \} **else** \{    
159.             // 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    
160.             **for** (**int** i = index ; i < elementCount ; i++)    
161.             **if** (o.equals(elementData\[i\]))    
162.                 **return** i;    
163.         \}    
164.         **return** -1;    
165.     \}    
166.    
167.     // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值    
168.     **public** **int** indexOf(Object o) \{    
169.         **return** indexOf(o, 0);    
170.     \}    
171.    
172.     // 从后向前查找元素(o)。并返回元素的索引    
173.     **public** **synchronized** **int** lastIndexOf(Object o) \{    
174.         **return** lastIndexOf(o, elementCount-1);    
175.     \}    
176.    
177.     // 从后向前查找元素(o)。开始位置是从前向后的第index个数；    
178.     // 若找到，则返回元素的“索引值”；否则，返回-1。    
179.     **public** **synchronized** **int** lastIndexOf(Object o, **int** index) \{    
180.         **if** (index >= elementCount)    
181.             **throw** **new** IndexOutOfBoundsException(index + " >= "\+ elementCount);    
182.    
183.         **if** (o == **null**) \{    
184.             // 若查找元素为null，则反向找出null元素，并返回它对应的序号    
185.             **for** (**int** i = index; i >= 0; i--)    
186.             **if** (elementData\[i\]==**null**)    
187.                 **return** i;    
188.         \} **else** \{    
189.             // 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    
190.             **for** (**int** i = index; i >= 0; i--)    
191.             **if** (o.equals(elementData\[i\]))    
192.                 **return** i;    
193.         \}    
194.         **return** -1;    
195.     \}    
196.    
197.     // 返回Vector中index位置的元素。    
198.     // 若index月结，则抛出异常    
199.     **public** **synchronized** E elementAt(**int** index) \{    
200.         **if** (index >= elementCount) \{    
201.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);    
202.         \}    
203.    
204.         **return** (E)elementData\[index\];    
205.     \}    
206.    
207.     // 获取Vector中的第一个元素。    
208.     // 若失败，则抛出异常！    
209.     **public** **synchronized** E firstElement() \{    
210.         **if** (elementCount == 0) \{    
211.             **throw** **new** NoSuchElementException();    
212.         \}    
213.         **return** (E)elementData\[0\];    
214.     \}    
215.    
216.     // 获取Vector中的最后一个元素。    
217.     // 若失败，则抛出异常！    
218.     **public** **synchronized** E lastElement() \{    
219.         **if** (elementCount == 0) \{    
220.             **throw** **new** NoSuchElementException();    
221.         \}    
222.         **return** (E)elementData\[elementCount - 1\];    
223.     \}    
224.    
225.     // 设置index位置的元素值为obj    
226.     **public** **synchronized** **void** setElementAt(E obj, **int** index) \{    
227.         **if** (index >= elementCount) \{    
228.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
229.                                  elementCount);    
230.         \}    
231.         elementData\[index\] = obj;    
232.     \}    
233.    
234.     // 删除index位置的元素    
235.     **public** **synchronized** **void** removeElementAt(**int** index) \{    
236.         modCount++;    
237.         **if** (index >= elementCount) \{    
238.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
239.                                  elementCount);    
240.         \} **else** **if** (index < 0) \{    
241.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
242.         \}    
243.    
244.         **int** j = elementCount - index - 1;    
245.         **if** (j > 0) \{    
246.             System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);    
247.         \}    
248.         elementCount--;    
249.         elementData\[elementCount\] = **null**; /\* to let gc do its work \*/   
250.     \}    
251.    
252.     // 在index位置处插入元素(obj)    
253.     **public** **synchronized** **void** insertElementAt(E obj, **int** index) \{    
254.         modCount++;    
255.         **if** (index > elementCount) \{    
256.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index    
257.                                  + " > " + elementCount);    
258.         \}    
259.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
260.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);    
261.         elementData\[index\] = obj;    
262.         elementCount++;    
263.     \}    
264.    
265.     // 将“元素obj”添加到Vector末尾    
266.     **public** **synchronized** **void** addElement(E obj) \{    
267.         modCount++;    
268.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
269.         elementData\[elementCount++\] = obj;    
270.     \}    
271.    
272.     // 在Vector中查找并删除元素obj。    
273.     // 成功的话，返回true；否则，返回false。    
274.     **public** **synchronized** **boolean** removeElement(Object obj) \{    
275.         modCount++;    
276.         **int** i = indexOf(obj);    
277.         **if** (i >= 0) \{    
278.             removeElementAt(i);    
279.             **return** **true**;    
280.         \}    
281.         **return** **false**;    
282.     \}    
283.    
284.     // 删除Vector中的全部元素    
285.     **public** **synchronized** **void** removeAllElements() \{    
286.         modCount++;    
287.         // 将Vector中的全部元素设为null    
288.         **for** (**int** i = 0; i < elementCount; i++)    
289.             elementData\[i\] = **null**;    
290.    
291.         elementCount = 0;    
292.     \}    
293.    
294.     // 克隆函数    
295.     **public** **synchronized** Object clone() \{    
296.         **try** \{    
297.             Vector<E> v = (Vector<E>) **super**.clone();    
298.             // 将当前Vector的全部元素拷贝到v中    
299.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
300.             v.modCount = 0;    
301.             **return** v;    
302.         \} **catch** (CloneNotSupportedException e) \{    
303.             // this shouldn't happen, since we are Cloneable    
304.             **throw** **new** InternalError();    
305.         \}    
306.     \}    
307.    
308.     // 返回Object数组    
309.     **public** **synchronized** Object\[\] toArray() \{    
310.         **return** Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
311.     \}    
312.    
313.     // 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    
314.     **public** **synchronized** <T> T\[\] toArray(T\[\] a) \{    
315.         // 若数组a的大小 < Vector的元素个数；    
316.         // 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    
317.         **if** (a.length < elementCount)    
318.             **return** (T\[\]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());    
319.    
320.         // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数；    
321.         // 则将Vector的全部元素都拷贝到数组a中。    
322.     System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);    
323.    
324.         **if** (a.length > elementCount)    
325.             a\[elementCount\] = **null**;    
326.    
327.         **return** a;    
328.     \}    
329.    
330.     // 获取index位置的元素    
331.     **public** **synchronized** E get(**int** index) \{    
332.         **if** (index >= elementCount)    
333.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
334.    
335.         **return** (E)elementData\[index\];    
336.     \}    
337.    
338.     // 设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值    
339.     **public** **synchronized** E set(**int** index, E element) \{    
340.         **if** (index >= elementCount)    
341.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
342.    
343.         Object oldValue = elementData\[index\];    
344.         elementData\[index\] = element;    
345.         **return** (E)oldValue;    
346.     \}    
347.    
348.     // 将“元素e”添加到Vector最后。    
349.     **public** **synchronized** **boolean** add(E e) \{    
350.         modCount++;    
351.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
352.         elementData\[elementCount++\] = e;    
353.         **return** **true**;    
354.     \}    
355.    
356.     // 删除Vector中的元素o    
357.     **public** **boolean** remove(Object o) \{    
358.         **return** removeElement(o);    
359.     \}    
360.    
361.     // 在index位置添加元素element    
362.     **public** **void** add(**int** index, E element) \{    
363.         insertElementAt(element, index);    
364.     \}    
365.    
366.     // 删除index位置的元素，并返回index位置的原始值    
367.     **public** **synchronized** E remove(**int** index) \{    
368.         modCount++;    
369.         **if** (index >= elementCount)    
370.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
371.         Object oldValue = elementData\[index\];    
372.    
373.         **int** numMoved = elementCount - index - 1;    
374.         **if** (numMoved > 0)    
375.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
376.                      numMoved);    
377.         elementData\[--elementCount\] = **null**; // Let gc do its work    
378.    
379.         **return** (E)oldValue;    
380.     \}    
381.    
382.     // 清空Vector    
383.     **public** **void** clear() \{    
384.         removeAllElements();    
385.     \}    
386.    
387.     // 返回Vector是否包含集合c    
388.     **public** **synchronized** **boolean** containsAll(Collection<?> c) \{    
389.         **return** **super**.containsAll(c);    
390.     \}    
391.    
392.     // 将集合c添加到Vector中    
393.     **public** **synchronized** **boolean** addAll(Collection<? **extends** E> c) \{    
394.         modCount++;    
395.         Object\[\] a = c.toArray();    
396.         **int** numNew = a.length;    
397.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
398.         // 将集合c的全部元素拷贝到数组elementData中    
399.         System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);    
400.         elementCount += numNew;    
401.         **return** numNew != 0;    
402.     \}    
403.    
404.     // 删除集合c的全部元素    
405.     **public** **synchronized** **boolean** removeAll(Collection<?> c) \{    
406.         **return** **super**.removeAll(c);    
407.     \}    
408.    
409.     // 删除“非集合c中的元素”    
410.     **public** **synchronized** **boolean** retainAll(Collection<?> c)  \{    
411.         **return** **super**.retainAll(c);    
412.     \}    
413.    
414.     // 从index位置开始，将集合c添加到Vector中    
415.     **public** **synchronized** **boolean** addAll(**int** index, Collection<? **extends** E> c) \{    
416.         modCount++;    
417.         **if** (index < 0 || index > elementCount)    
418.             **throw** **new** ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
419.    
420.         Object\[\] a = c.toArray();    
421.         **int** numNew = a.length;    
422.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
423.    
424.         **int** numMoved = elementCount - index;    
425.         **if** (numMoved > 0)    
426.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);    
427.    
428.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
429.         elementCount += numNew;    
430.         **return** numNew != 0;    
431.     \}    
432.    
433.     // 返回两个对象是否相等    
434.     **public** **synchronized** **boolean** equals(Object o) \{    
435.         **return** **super**.equals(o);    
436.     \}    
437.    
438.     // 计算哈希值    
439.     **public** **synchronized** **int** hashCode() \{    
440.         **return** **super**.hashCode();    
441.     \}    
442.    
443.     // 调用父类的toString()    
444.     **public** **synchronized** String toString() \{    
445.         **return** **super**.toString();    
446.     \}    
447.    
448.     // 获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集    
449.     **public** **synchronized** List<E> subList(**int** fromIndex, **int** toIndex) \{    
450.         **return** Collections.synchronizedList(**super**.subList(fromIndex, toIndex), **this**);    
451.     \}    
452.    
453.     // 删除Vector中fromIndex到toIndex的元素    
454.     **protected** **synchronized** **void** removeRange(**int** fromIndex, **int** toIndex) \{    
455.         modCount++;    
456.         **int** numMoved = elementCount - toIndex;    
457.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
458.                          numMoved);    
459.    
460.         // Let gc do its work    
461.         **int** newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);    
462.         **while** (elementCount != newElementCount)    
463.             elementData\[--elementCount\] = **null**;    
464.     \}    
465.    
466.     // java.io.Serializable的写入函数    
467.     **private** **synchronized** **void** writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
468.         **throws** java.io.IOException \{    
469.         s.defaultWriteObject();    
470.     \}    
471. \}

# 几点总结 #

Vector的源码实现总体与ArrayList类似，关于Vector的源码，给出如下几点总结：

1、Vector有四个不同的构造方法。无参构造方法的容量为默认值10，仅包含容量的构造方法则将容量增长量（从源码中可以看出容量增长量的作用，第二点也会对容量增长量详细说）明置为0。

2、注意扩充容量的方法ensureCapacityHelper。与ArrayList相同，Vector在每次增加元素（可能是1个，也可能是一组）时，都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时，就先看构造方法中传入的容量增长量参数CapacityIncrement是否为0，如果不为0，就设置新的容量为就容量加上容量增长量，如果为0，就设置新的容量为旧的容量的2倍，如果设置后的新容量还不够，则直接新容量设置为传入的参数（也就是所需的容量），而后同样用Arrays.copyof()方法将元素拷贝到新的数组。

3、很多方法都加入了synchronized同步语句，来保证线程安全。

4、同样在查找给定元素索引值等的方法中，源码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理，Vector中也允许元素为null。

5、其他很多地方都与ArrayList实现大同小异，Vector现在已经基本不再使用。

[view plain]: http://blog.csdn.net/ns_code/article/details/35793865#