2021-07-23 22:18  阅读(22236)
文章分类:Java 提高篇 文章标签:JavaJava 提高篇
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java提高篇(二一)—–ArrayListjava提高篇(二二)—LinkedList,详细讲解了ArrayList、linkedList的原理和实现过程,对于List接口这里还介绍一个它的实现类Vector,Vector 类可以实现可增长的对象数组。

一、Vector简介

Vector可以实现可增长的对象数组。与数组一样,它包含可以使用整数索引进行访问的组件。不过,Vector的大小是可以增加或者减小的,以便适应创建Vector后进行添加或者删除操作。

Vector实现List接口,继承AbstractList类,所以我们可以将其看做队列,支持相关的添加、删除、修改、遍历等功能。

Vector实现RandmoAccess接口,即提供了随机访问功能,提供提供快速访问功能。在Vector我们可以直接访问元素。

Vector 实现了Cloneable接口,支持clone()方法,可以被克隆。

    public class Vector<E>
       extends AbstractList<E>
       implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
    

Vector提供了四个构造函数:

      /**
        * 构造一个空向量,使其内部数据数组的大小为 10,其标准容量增量为零。
        */
        public Vector() {
               this(10);
        }
    
       /**
        * 构造一个包含指定 collection 中的元素的向量,这些元素按其 collection 的迭代器返回元素的顺序排列。
        */
       public Vector(Collection<? extends E> c) {
           elementData = c.toArray();
           elementCount = elementData.length;
           // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
           if (elementData.getClass() != Object[].class)
               elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount,
                       Object[].class);
       }
    
       /**
        * 使用指定的初始容量和等于零的容量增量构造一个空向量。
        */
       public Vector(int initialCapacity) {
           this(initialCapacity, 0);
       }
    
       /**
        *  使用指定的初始容量和容量增量构造一个空的向量。
        */
       public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
           super();
           if (initialCapacity < 0)
               throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                                  initialCapacity);
           this.elementData = new Object[initialCapacity];
           this.capacityIncrement = capacityIncrement;
       }
    

在成员变量方面,Vector提供了elementData , elementCount, capacityIncrement三个成员变量。其中

  • elementData :"Object[]类型的数组",它保存了Vector中的元素。按照Vector的设计elementData为一个动态数组,可以随着元素的增加而动态的增长,其具体的增加方式后面提到(ensureCapacity方法)。如果在初始化Vector时没有指定容器大小,则使用默认大小为10.
  • elementCount:Vector 对象中的有效组件数。
  • capacityIncrement:向量的大小大于其容量时,容量自动增加的量。如果在创建Vector时,指定了capacityIncrement的大小;则,每次当Vector中动态数组容量增加时>,增加的大小都是capacityIncrement。如果容量的增量小于等于零,则每次需要增大容量时,向量的容量将增大一倍。

同时Vector是线程安全的!

二、源码解析

对于源码的解析,LZ在这里只就增加(add)删除(remove)两个方法进行讲解。

2.1增加:add(E e)

add(E e):将指定元素添加到此向量的末尾。

    public synchronized boolean add(E e) {
           modCount++;     
           ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    //确认容器大小,如果操作容量则扩容操作
           elementData[elementCount++] = e;   //将e元素添加至末尾
           return true;
       }
    

这个方法相对而言比较简单,具体过程就是先确认容器的大小,看是否需要进行扩容操作,然后将E元素添加到此向量的末尾。

    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
           //如果
           if (minCapacity - elementData.length > 0)
               grow(minCapacity);
       }
    
       /**
        * 进行扩容操作
        * 如果此向量的当前容量小于minCapacity,则通过将其内部数组替换为一个较大的数组俩增加其容量。
        * 新数据数组的大小姜维原来的大小 + capacityIncrement,
        * 除非 capacityIncrement 的值小于等于零,在后一种情况下,新的容量将为原来容量的两倍,不过,如果此大小仍然小于 minCapacity,则新容量将为 minCapacity。
        */
       private void grow(int minCapacity) {
           int oldCapacity = elementData.length;     //当前容器大小
           /*
            * 新容器大小
            * 若容量增量系数(capacityIncrement) > 0,则将容器大小增加到capacityIncrement
            * 否则将容量增加一倍
            */
           int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ?
                                            capacityIncrement : oldCapacity);
    
           if (newCapacity - minCapacity < 0)
               newCapacity = minCapacity;
    
           if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)
               newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
    
           elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
       }
    
       /**
        * 判断是否超出最大范围
        * MAX_ARRAY_SIZE:private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
        */
       private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
           if (minCapacity < 0)
               throw new OutOfMemoryError();
           return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ? Integer.MAX_VALUE : MAX_ARRAY_SIZE;
       }
    

对于Vector整个的扩容过程,就是根据capacityIncrement确认扩容大小的,若capacityIncrement <= 0 则扩大一倍,否则扩大至capacityIncrement 。当然这个容量的最大范围为Integer.MAX_VALUE即,2^32 - 1,所以Vector并不是可以无限扩充的。

2.2、remove(Object o)

      /**
        * 从Vector容器中移除指定元素E
        */
       public boolean remove(Object o) {
           return removeElement(o);
       }
    
       public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
           modCount++;
           int i = indexOf(obj);   //计算obj在Vector容器中位置
           if (i >= 0) {
               removeElementAt(i);   //移除
               return true;
           }
           return false;
       }
    
       public synchronized void removeElementAt(int index) {
           modCount++;     //修改次数+1
           if (index >= elementCount) {   //删除位置大于容器有效大小
               throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);
           }
           else if (index < 0) {    //位置小于 < 0
               throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
           }
           int j = elementCount - index - 1;
           if (j > 0) {   
               //从指定源数组中复制一个数组,复制从指定的位置开始,到目标数组的指定位置结束。
               //也就是数组元素从j位置往前移
               System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
           }
           elementCount--;   //容器中有效组件个数 - 1
           elementData[elementCount] = null;    //将向量的末尾位置设置为null
       }
    

因为Vector底层是使用数组实现的,所以它的操作都是对数组进行操作,只不过其是可以随着元素的增加而动态的改变容量大小,其实现方法是是使用Arrays.copyOf方法将旧数据拷贝到一个新的大容量数组中。Vector的整个内部实现都比较简单,这里就不在重述了。

三、Vector遍历

Vector支持4种遍历方式。

3.1、随机访问

因为Vector实现了RandmoAccess接口,可以通过下标来进行随机访问。

    for(int i = 0 ; i < vec.size() ; i++){
           value = vec.get(i);
       }
    

3.2、迭代器

    Iterator it = vec.iterator();
       while(it.hasNext()){
           value = it.next();
           //do something
       }
    

3.2、for循环

    for(Integer value:vec){
           //do something
       }
    

3.4、Enumeration循环

    Vector vec = new Vector<>();
       Enumeration enu = vec.elements();
       while (enu.hasMoreElements()) {
           value = (Integer)enu.nextElement();
       }
    
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