Java 集合框架源码解读之Vector

简介: Java 集合框架源码解读之Vector

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1:Vector简介

Java中Vector类是允许不同类型元素共存的变长数组,Java.util.Vector提供了向量(Vector)类以实现类似动态数组的功能。在Java语言中是没有指针概念的,但如果能正确灵活地使用指针又确实可以大大提高程序的质量,比如在C、C++中所谓“动态数组”一般都由指针来实现。为了弥补这点缺陷,Java提供了丰富的类库来方便编程者使用,Vector类便是其中之一。事实上,灵活使用数组也可完成向量类的功能,向量类中提供的大量方法也大大方便了用户的使用。
Vector 作为一款古老的集合工具(since JDK1.0),从 JDK1.2 开始被改造成 List 的实现加入集合框架。它的实现基本与ArrayList相同,主要区别在于它是一个线程安全的集合。

2:属性和构造方法
   /**
     * The array buffer into which the components of the vector are
     * stored. The capacity of the vector is the length of this array buffer,
     * and is at least large enough to contain all the vector's elements.
     *
     * <p>Any array elements following the last element in the Vector are null.
     *
     * @serial
     * 存放元素的数组
     */
    protected Object[] elementData;

   /**
     * The number of valid components in this {@code Vector} object.
     * Components {@code elementData[0]} through
     * {@code elementData[elementCount-1]} are the actual items.
     *
     * @serial
     * 数组中实际元素数量
     */
    protected int elementCount;

   /**
     * The amount by which the capacity of the vector is automatically
     * incremented when its size becomes greater than its capacity.  If
     * the capacity increment is less than or equal to zero, the capacity
     * of the vector is doubled each time it needs to grow.
     *
     * @serial
     * 每次扩容的大小,如果为 0,每次扩容为原来的两倍
     */
    protected int capacityIncrement;

   /**
     * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
     * capacity increment.
     *
     * @param   initialCapacity     the initial capacity of the vector
     * @param   capacityIncrement   the amount by which the capacity is
     *                              increased when the vector overflows
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     * 初始化容器,并指定初始容量和扩容大小
     */
    public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }

   /**
     * Constructs an empty vector with the specified initial capacity and
     * with its capacity increment equal to zero.
     *
     * @param   initialCapacity   the initial capacity of the vector
     * @throws IllegalArgumentException if the specified initial capacity
     *         is negative
     * 初始化容器并指定初始容量,扩容大小默认为0(即每次扩容为原来的两倍)
     */
    public Vector(int initialCapacity) {
        this(initialCapacity, 0);
    }

   /**
     * Constructs an empty vector so that its internal data array
     * has size {@code 10} and its standard capacity increment is
     * zero.
     * 初始化容器并指定初始容量10,扩容大小默认为0(即每次扩容为原来的两倍)
     */
    public Vector() {
        this(10);
    }
    
   /**
     * Constructs a vector containing the elements of the specified
     * collection, in the order they are returned by the collection's
     * iterator.
     *
     * @param c the collection whose elements are to be placed into this
     *       vector
     * @throws NullPointerException if the specified collection is null
     * @since   1.2
     * 以一个集合为默认元素,初始化容器
     */
    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);
    }
3:增删查改

增加和删除操作才算作结构的改变,才会记录修改次数。修改时不记录修改次数。
3.1:增加元素

   /**
     * Appends the specified element to the end of this Vector.
     *
     * @param e element to be appended to this Vector
     * @return {@code true} (as specified by {@link Collection#add})
     * @since 1.2
     * 插入元素到数组的末尾
     */
    public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }
    
   /**
     * Adds the specified component to the end of this vector,
     * increasing its size by one. The capacity of this vector is
     * increased if its size becomes greater than its capacity.
     *
     * <p>This method is identical in functionality to the
     * {@link #add(Object) add(E)}
     * method (which is part of the {@link List} interface).
     *
     * @param   obj   the component to be added
     * 与add(E e)方法相同,但是没有返回值
     */
    public synchronized void addElement(E obj) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = obj;
    }

   /**
     * This implements the unsynchronized semantics of ensureCapacity.
     * Synchronized methods in this class can internally call this
     * method for ensuring capacity without incurring the cost of an
     * extra synchronization.
     *
     * @see #ensureCapacity(int)
     * 超出容量即进行扩增
     */
    private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)
            grow(minCapacity);
    }
    
   /**
     * The maximum size of array to allocate.
     * Some VMs reserve some header words in an array.
     * Attempts to allocate larger arrays may result in
     * OutOfMemoryError: Requested array size exceeds VM limit
     * 允许数组最大容量值
     */
    private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;
    // 容量扩增处理 
    private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
        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);
    }

   /**
     * Inserts the specified element at the specified position in this Vector.
     * Shifts the element currently at that position (if any) and any
     * subsequent elements to the right (adds one to their indices).
     *
     * @param index index at which the specified element is to be inserted
     * @param element element to be inserted
     * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range
     *         ({@code index < 0 || index > size()})
     * @since 1.2
     * 在某个位置插入元素
     */
    public void add(int index, E element) {
        insertElementAt(element, index);
    }

   /**
     * Inserts the specified object as a component in this vector at the
     * specified {@code index}. Each component in this vector with
     * an index greater or equal to the specified {@code index} is
     * shifted upward to have an index one greater than the value it had
     * previously.
     *
     * <p>The index must be a value greater than or equal to {@code 0}
     * and less than or equal to the current size of the vector. (If the
     * index is equal to the current size of the vector, the new element
     * is appended to the Vector.)
     *
     * <p>This method is identical in functionality to the
     * {@link #add(int, Object) add(int, E)}
     * method (which is part of the {@link List} interface).  Note that the
     * {@code add} method reverses the order of the parameters, to more closely
     * match array usage.
     *
     * @param      obj     the component to insert
     * @param      index   where to insert the new component
     * @throws ArrayIndexOutOfBoundsException if the index is out of range
     *         ({@code index < 0 || index > size()})
     * 在某个位置插入元素
     */
    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++;
    }
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