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Java集合源碼剖析:Vector源碼剖析

編輯:關於JAVA

Vector簡介

Vector也是基於數組實現的,是一個動態數組,其容量能自動增長。

LinkedList是JDK1.0引入了,它的很多實現方法都加入了同步語句,因此是線程安全的(其實也只是相對安全,有些時候還是要加入同步語句來保證線程的安全),可以用於多線程環境。

LinkedList沒有絲線Serializable接口,因此它不支持序列化,實現了Cloneable接口,能被克隆,實現了RandomAccess接口,支持快速隨機訪問。

Vector源碼剖析

Vector的源碼如下(加入了比較詳細的注釋):

package java.util;    
       
public class Vector<E>    
    extends AbstractList<E>    
    implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
{    
           
    // 保存Vector中數據的數組    
    protected Object[] elementData;    
       
    // 實際數據的數量    
    protected int elementCount;    
       
    // 容量增長系數    
    protected int capacityIncrement;    
       
    // Vector的序列版本號    
    private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;    
       
    // Vector構造函數。默認容量是10。    
    public Vector() {    
        this(10);    
    }    
       
    // 指定Vector容量大小的構造函數    
    public Vector(int initialCapacity) {    
        this(initialCapacity, 0);    
    }    
       
    // 指定Vector"容量大小"和"增長系數"的構造函數    
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {    
        super();    
        if (initialCapacity < 0)    
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
                                               initialCapacity);    
        // 新建一個數組,數組容量是initialCapacity    
        this.elementData = new Object[initialCapacity];    
        // 設置容量增長系數    
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;    
    }    
       
    // 指定集合的Vector構造函數。    
    public Vector(Collection<? extends E> c) {    
        // 獲取“集合(c)”的數組,並將其賦值給elementData    
        elementData = c.toArray();    
        // 設置數組長度    
        elementCount = elementData.length;    
        // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    
        if (elementData.getClass() != Object[].class)    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);    
    }    
       
    // 將數組Vector的全部元素都拷貝到數組anArray中    
    public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {    
        System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);    
    }    
       
    // 將當前容量值設為 =實際元素個數    
    public synchronized void trimToSize() {    
        modCount++;    
        int oldCapacity = elementData.length;    
        if (elementCount < oldCapacity) {    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
        }    
    }    
       
    // 確認“Vector容量”的幫助函數    
    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {    
        int oldCapacity = elementData.length;    
        // 當Vector的容量不足以容納當前的全部元素,增加容量大小。    
        // 若 容量增量系數>0(即capacityIncrement>0),則將容量增大當capacityIncrement    
        // 否則,將容量增大一倍。    
        if (minCapacity > oldCapacity) {    
            Object[] oldData = elementData;    
            int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?    
                (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);    
            if (newCapacity < minCapacity) {    
                newCapacity = minCapacity;    
            }    
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
        }    
    }    
       
    // 確定Vector的容量。    
    public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {    
        // 將Vector的改變統計數+1    
        modCount++;    
        ensureCapacityHelper(minCapacity);    
    }    
       
    // 設置容量值為 newSize    
    public synchronized void setSize(int newSize) {    
        modCount++;    
        if (newSize > elementCount) {    
            // 若 "newSize 大於 Vector容量",則調整Vector的大小。    
            ensureCapacityHelper(newSize);    
        } else {    
            // 若 "newSize 小於/等於 Vector容量",則將newSize位置開始的元素都設置為null    
            for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {    
                elementData[i] = null;    
            }    
        }    
        elementCount = newSize;    
    }    
       
    // 返回“Vector的總的容量”    
    public synchronized int capacity() {    
        return elementData.length;    
    }    
       
    // 返回“Vector的實際大小”,即Vector中元素個數    
    public synchronized int size() {    
        return elementCount;    
    }    
       
    // 判斷Vector是否為空    
    public synchronized boolean isEmpty() {    
        return elementCount == 0;    
    }    
       
    // 返回“Vector中全部元素對應的Enumeration”    
    public Enumeration<E> elements() {    
        // 通過匿名類實現Enumeration    
        return new Enumeration<E>() {    
            int count = 0;    
       
            // 是否存在下一個元素    
            public boolean hasMoreElements() {    
                return count < elementCount;    
            }    
       
            // 獲取下一個元素    
            public E nextElement() {    
                synchronized (Vector.this) {    
                    if (count < elementCount) {    
                        return (E)elementData[count++];    
                    }    
                }    
                throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");    
            }    
        };    
    }    
       
    // 返回Vector中是否包含對象(o)    
    public boolean contains(Object o) {    
        return indexOf(o, 0) >= 0;    
    }    
       
       
    // 從index位置開始向後查找元素(o)。    
    // 若找到,則返回元素的索引值;否則,返回-1    
    public synchronized int indexOf(Object o, int index) {    
        if (o == null) {    
            // 若查找元素為null,則正向找出null元素,並返回它對應的序號    
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
            if (elementData[i]==null)    
                return i;    
        } else {    
            // 若查找元素不為null,則正向找出該元素,並返回它對應的序號    
            for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
            if (o.equals(elementData[i]))    
                return i;    
        }    
        return -1;    
    }    
       
    // 查找並返回元素(o)在Vector中的索引值    
    public int indexOf(Object o) {    
        return indexOf(o, 0);    
    }    
       
    // 從後向前查找元素(o)。並返回元素的索引    
    public synchronized int lastIndexOf(Object o) {    
        return lastIndexOf(o, elementCount-1);    
    }    
       
    // 從後向前查找元素(o)。開始位置是從前向後的第index個數;    
    // 若找到,則返回元素的“索引值”;否則,返回-1。    
    public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {    
        if (index >= elementCount)    
            throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);    
       
        if (o == null) {    
            // 若查找元素為null,則反向找出null元素,並返回它對應的序號    
            for (int i = index; i >= 0; i--)    
            if (elementData[i]==null)    
                return i;    
        } else {    
            // 若查找元素不為null,則反向找出該元素,並返回它對應的序號    
            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月結,則拋出異常    
    public synchronized E elementAt(int index) {    
        if (index >= elementCount) {    
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);    
        }    
       
        return (E)elementData[index];    
    }    
       
    // 獲取Vector中的第一個元素。    
    // 若失敗,則拋出異常!    
    public synchronized E firstElement() {    
        if (elementCount == 0) {    
            throw new NoSuchElementException();    
        }    
        return (E)elementData[0];    
    }    
       
    // 獲取Vector中的最後一個元素。    
    // 若失敗,則拋出異常!    
    public synchronized E lastElement() {    
        if (elementCount == 0) {    
            throw new NoSuchElementException();    
        }    
        return (E)elementData[elementCount - 1];    
    }    
       
    // 設置index位置的元素值為obj    
    public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {    
        if (index >= elementCount) {    
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
                                 elementCount);    
        }    
        elementData[index] = obj;    
    }    
       
    // 刪除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位置處插入元素(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++;    
    }    
       
    // 將“元素obj”添加到Vector末尾    
    public synchronized void addElement(E obj) {    
        modCount++;    
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
        elementData[elementCount++] = obj;    
    }    
       
    // 在Vector中查找並刪除元素obj。    
    // 成功的話,返回true;否則,返回false。 
//本欄目

Vector的源碼實現總體與ArrayList類似,關於Vector的源碼,給出如下幾點總結:

1、Vector有四個不同的構造方法。無參構造方法的容量為默認值10,僅包含容量的構造方法則將容量增長量(從源碼中可以看出容量增長量的作用,第二點也會對容量增長量詳細說)明置為0。

2、注意擴充容量的方法ensureCapacityHelper。與ArrayList相同,Vector在每次增加元素(可能是1個,也可能是一組)時,都要調用該方法來確保足夠的容量。當容量不足以容納當前的元素個數時,就先看構造方法中傳入的容量增長量參數CapacityIncrement是否為0,如果不為0,就設置新的容量為就容量加上容量增長量,如果為0,就設置新的容量為舊的容量的2倍,如果設置後的新容量還不夠,則直接新容量設置為傳入的參數(也就是所需的容量),而後同樣用Arrays.copyof()方法將元素拷貝到新的數組。

3、很多方法都加入了synchronized同步語句,來保證線程安全。

4、同樣在查找給定元素索引值等的方法中,源碼都將該元素的值分為null和不為null兩種情況處理,Vector中也允許元素為null。

5、其他很多地方都與ArrayList實現大同小異,Vector現在已經基本不再使用。

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