Vector源码解析

　　　　在之前文章ArrayList源码解析中分析了一下 ArrayList的源码和一些重要方法，现在对比 ArrayList，总结一下 Vector和 ArrayList的不同。

1 Vector介绍

1 public class Vector<E> 2 extends AbstractList<E> 3 implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable

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。

Vector与Collection关系如下图：

2 Vector 变量

与ArrayList相比，Vector多了一个capacityIncrement变量，该变量表示当容量不够时，容量自增的大小。

3 Vector 构造方法

　　其实两者在很多地方都是一样的，然而在构造方法上面， Vector比 ArrayList多了一个方法：

1    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
2         super();
3         if (initialCapacity < 0)
4             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
5                                                initialCapacity);
6         this.elementData = new Object[initialCapacity];
7         this.capacityIncrement = capacityIncrement;
8     }

主要是因为 ArrayList中没有 capacityIncrement这个变量， vector的这个构造方法，不仅能够指定初始化容量，还能指定当容量不够时，容量自增的大小。下面看扩容方法.

4 Vector Api

 1 synchronized boolean        add(E object)
 2              void           add(int location, E object)
 3 synchronized boolean        addAll(Collection<? extends E> collection)
 4 synchronized boolean        addAll(int location, Collection<? extends E> collection)
 5 synchronized void           addElement(E object)
 6 synchronized int            capacity()
 7              void           clear()
 8 synchronized Object         clone()
 9              boolean        contains(Object object)
10 synchronized boolean        containsAll(Collection<?> collection)
11 synchronized void           copyInto(Object[] elements)
12 synchronized E              elementAt(int location)
13              Enumeration<E> elements()
14 synchronized void           ensureCapacity(int minimumCapacity)
15 synchronized boolean        equals(Object object)
16 synchronized E              firstElement()
17              E              get(int location)
18 synchronized int            hashCode()
19 synchronized int            indexOf(Object object, int location)
20              int            indexOf(Object object)
21 synchronized void           insertElementAt(E object, int location)
22 synchronized boolean        isEmpty()
23 synchronized E              lastElement()
24 synchronized int            lastIndexOf(Object object, int location)
25 synchronized int            lastIndexOf(Object object)
26 synchronized E              remove(int location)
27              boolean        remove(Object object)
28 synchronized boolean        removeAll(Collection<?> collection)
29 synchronized void           removeAllElements()
30 synchronized boolean        removeElement(Object object)
31 synchronized void           removeElementAt(int location)
32 synchronized boolean        retainAll(Collection<?> collection)
33 synchronized E              set(int location, E object)
34 synchronized void           setElementAt(E object, int location)
35 synchronized void           setSize(int length)
36 synchronized int            size()
37 synchronized List<E>        subList(int start, int end)
38 synchronized <T> T[]        toArray(T[] contents)
39 synchronized Object[]       toArray()
40 synchronized String         toString()
41 synchronized void           trimToSize()

为了更了解Vector的原理，下面对Vector源码代码作出分析。

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

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。
第3部分 Vector遍历方式
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。

 1 (01) 第一种，通过迭代器遍历。即通过Iterator去遍历。
 2 Integer value = null;
 3 int size = vec.size();
 4 for (int i=0; i<size; i++) {
 5     value = (Integer)vec.get(i);        
 6 }
 7 (02) 第二种，随机访问，通过索引值去遍历。
 8 由于Vector实现了RandomAccess接口，它支持通过索引值去随机访问元素。
 9 Integer value = null;
10 int size = vec.size();
11 for (int i=0; i<size; i++) {
12     value = (Integer)vec.get(i);        
13 }
14 (03) 第三种，另一种for循环。如下：
15 Integer value = null;
16 for (Integer integ:vec) {
17     value = integ;
18 }
19 (04) 第四种，Enumeration遍历。如下：
20 Integer value = null;
21 Enumeration enu = vec.elements();
22 while (enu.hasMoreElements()) {
23     value = (Integer)enu.nextElement();
24 }
25