Vector源码分析

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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；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.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 {} 

Vector的构造函数

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) 

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。

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();  
}