Vector源碼剖析 · Android 開發知識技能點指南

##Vector簡介 Vector也是基于數組實現的，是一個動態數組，其容量能自動增長。 Vector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），可以用于多線程環境。 Vector沒有實現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，并將其賦值給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 大于 Vector容量"，則調整Vector的大小。 ensureCapacityHelper(newSize); } else { // 若 "newSize 小于/等于 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位置開始向后查找元素(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，并返回它對應的序號 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，并返回它對應的序號 for (int i = index ; i < elementCount ; i++) if (o.equals(elementData[i])) return i; } return -1; } // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值 public int indexOf(Object o) { return indexOf(o, 0); } // 從后向前查找元素(o)。并返回元素的索引 public synchronized int lastIndexOf(Object o) { return lastIndexOf(o, elementCount-1); } // 從后向前查找元素(o)。開始位置是從前向后的第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，并返回它對應的序號 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，并返回它對應的序號 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中的最后一個元素。 // 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中查找并刪除元素obj。 // 成功的話，返回true；否則，返回false。 public synchronized boolean removeElement(Object obj) { modCount++; int i = indexOf(obj); if (i >= 0) { removeElementAt(i); return true; } return false; } // 刪除Vector中的全部元素 public synchronized void removeAllElements() { modCount++; // 將Vector中的全部元素設為null for (int i = 0; i < elementCount; i++) elementData[i] = null; elementCount = 0; } // 克隆函數 public synchronized Object clone() { try { Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone(); // 將當前Vector的全部元素拷貝到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數組 public synchronized Object[] toArray() { return Arrays.copyOf(elementData, elementCount); } // 返回Vector的模板數組。所謂模板數組，即可以將T設為任意的數據類型 public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) { // 若數組a的大小 < Vector的元素個數； // 則新建一個T[]數組，數組大小是“Vector的元素個數”，并將“Vector”全部拷貝到新數組中 if (a.length < elementCount) return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass()); // 若數組a的大小 >= Vector的元素個數； // 則將Vector的全部元素都拷貝到數組a中。 System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount); if (a.length > elementCount) a[elementCount] = null; return a; } // 獲取index位置的元素 public synchronized E get(int index) { if (index >= elementCount) throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index); return (E)elementData[index]; } // 設置index位置的值為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; } // 將“元素e”添加到Vector最后。 public synchronized boolean add(E e) { modCount++; ensureCapacityHelper(elementCount + 1); elementData[elementCount++] = e; return true; } // 刪除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); } // 刪除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); } // 將集合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); // 將集合c的全部元素拷貝到數組elementData中 System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew); elementCount += numNew; return numNew != 0; } // 刪除集合c的全部元素 public synchronized boolean removeAll(Collection<?> c) { return super.removeAll(c); } // 刪除“非集合c中的元素” public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c) { return super.retainAll(c); } // 從index位置開始，將集合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; } // 返回兩個對象是否相等 public synchronized boolean equals(Object o) { return super.equals(o); } // 計算哈希值 public synchronized int hashCode() { return super.hashCode(); } // 調用父類的toString() public synchronized String toString() { return super.toString(); } // 獲取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); } // 刪除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的寫入函數 private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s) throws java.io.IOException { s.defaultWriteObject(); } } ``` ##幾點總結 Vector的源碼實現總體與ArrayList類似，關于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，如果設置后的新容量還不夠，則直接新容量設置為傳入的參數（也就是所需的容量），而后同樣用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。