Java基础知识：Java集合——List接口之Vector

Java集合框架结构图

通过以上集合框架图我们可以发现，Collection接口主要有List接口，set接口，Queue接口，而list（元素按进入先后有序保存，可重复）下面经常使用的有：

LinkedList 接口实现类， 链表， 插入删除， 没有同步， 线程不安全
ArrayList 接口实现类， 数组， 随机访问， 没有同步， 线程不安全
Vector 接口实现类 数组， 同步， 线程安全
Stack 是Vector类的实现类
而set（不可重复，并做内部排序）接口下面有：

HashSet 使用hash表（数组）存储元素，底层数据结构采用哈希表实现，元素无序且元素不可重复，线程不安全，效率高，可以存储null元素，元素的唯一性是靠所存储元素类型是否重写hashCode()和equals()方法来保证的，如果没有重写这两个方法，则无法保证元素的唯一性。
 LinkedHashSet 链表维护元素的插入次序，底层数据结构采用链表和哈希表共同实现，链表保证了元素的顺序与存储顺序一致，哈希表保证了元素的唯一性。线程不安全，效率高。
TreeSet 底层实现为二叉树，元素排好序

Vector详解

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。

Vector 类实现了一个动态数组。和 ArrayList 很相似，但是两者是不同的：

• Vector 是同步访问的。
• Vector 包含了许多传统的方法，这些方法不属于集合框架。

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

从以上源码可以看出：

1. 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。
2. 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。
3. Vector 实现了Cloneable接口，即实现clone()函数。它能被克隆。
4. 实现java.io.Serializable接口，这意味着Vector 支持序列化，能通过序列化去传输
5. 和ArrayList不同，Vector中的操作是线程安全的

Vector构造方法

//创建指定大小的向量，并且增量用 incr 指定。增量表示向量每次增加的元素数目 
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
	super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
	this.elementData = new Object[initialCapacity];
	this.capacityIncrement = capacityIncrement;
  }
  //创建指定大小的向量
  public Vector(int initialCapacity) {
	this(initialCapacity, 0);
   }
   //创建一个默认的向量，默认大小为 10
  public Vector() {
	this(10);
  }
  //创建一个包含集合 c 元素的向量
  public Vector(Collection c) {
	elementData = c.toArray();
	elementCount = elementData.length;
	if (elementData.getClass() != Object[].class)
	    elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);
   }

当vector容量不够时，会自动扩容，如果在创建vector时定义了每次增长的容量大小，那么，每次会按照规定的大小进行扩容，如果没有规定，则每次扩容为原来的2倍，和arraylist一样，扩容时每次先创建一个新的数组，随后将原来的数组拷贝过去完成扩容。

Vector是线程安全的，原因是：vector中的方法都使用了synchronized关键字以确保所有的操作都是线程安全的。

Vector和ArrayList的区别

1. ArrayList是最常用的List实现类，内部是通过数组实现的，它允许对元素进行快速随机访，线程不安全。数组的缺点是每个元素之间不能有间隔，当数组大小不满足时需要增加存储能力，就要讲已经有数组的数据复制到新的存储空间中。当从ArrayList的中间位置插入或者删除元素时，需要对数组进行复制、移动、代价比较高。因此，它适合随机查找和遍历，不适合插入和删除。ArrayList每次扩容时会增加1.5倍，而Vector会增加2倍，
2. Vector与ArrayList一样，也是通过数组实现的，不同的是它支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢，如果不考虑到线程的安全因素，一般用Arraylist效率比较高。
3. 如果查找一个指定位置的数据，vector和arraylist使用的时间是相同的，都是0(1),因为两者底层实现都是数组，都支持随机访问，这个时候使用vector和arraylist都可以，两者并没有明显的区别
4. 而如果移动一个指定位置的数据花费的时间为0(n-i)n为总长度，这个时候就应该考虑到使用Linkedlist,因为它移动一个指定位置的数据所花费的时间为0(1),而查询一个指定位置的数据时花费的时间为0(i)。
5. ArrayList 和Vector是采用数组方式存储数据，此数组元素数大于实际存储的数据以便增加和插入元素，都允许直接序号索引元素，但是插入数据要设计到数组元素移动 等内存操作，所以索引数据快插入数据慢，Vector由于使用了synchronized方法（线程安全）所以性能上比ArrayList要差

Vector是常用的方法

• • boolean	add(E e) 将指定的元素追加到此Vector的末尾。
    void	add(int index, E element) 在此Vector中的指定位置插入指定的元素。
    boolean	addAll(Collection c) 将指定集合中的所有元素追加到该向量的末尾，按照它们由指定集合的迭代器返回的顺序。
    boolean	addAll(int index, Collection c) 将指定集合中的所有元素插入到此向量中的指定位置。
    void	addElement(E obj) 将指定的组件添加到此向量的末尾，将其大小增加1。
    int	capacity() 返回此向量的当前容量。
    void	clear() 从此Vector中删除所有元素。
    Object	clone() 返回此向量的克隆。
    boolean	contains(Object o) 如果此向量包含指定的元素，则返回 true 。
    boolean	containsAll(Collection c) 如果此向量包含指定集合中的所有元素，则返回true。
    void	copyInto(Object[] anArray) 将此向量的组件复制到指定的数组中。
    E	elementAt(int index) 返回指定索引处的组件。
    Enumeration	elements() 返回此向量的组件的枚举。
    void	ensureCapacity(int minCapacity) 如果需要，增加此向量的容量，以确保它可以至少保存最小容量参数指定的组件数。
    boolean	equals(Object o) 将指定的对象与此向量进行比较以获得相等性。
    E	firstElement() 返回此向量的第一个组件（索引号为 0的项目）。
    void	forEach(Consumer action) 对 Iterable的每个元素执行给定的操作，直到所有元素都被处理或动作引发异常。
    E	get(int index) 返回此向量中指定位置的元素。
    int	hashCode() 返回此Vector的哈希码值。
    int	indexOf(Object o) 返回此向量中指定元素的第一次出现的索引，如果此向量不包含元素，则返回-1。
    int	indexOf(Object o, int index) 返回此向量中指定元素的第一次出现的索引，从 index向前 index ，如果未找到该元素，则返回-1。
    void	insertElementAt(E obj, int index) 在指定的index插入指定对象作为该向量中的一个 index 。
    boolean	isEmpty() 测试此矢量是否没有组件。
    Iterator	iterator() 以正确的顺序返回该列表中的元素的迭代器。
    E	lastElement() 返回向量的最后一个组件。
    int	lastIndexOf(Object o) 返回此向量中指定元素的最后一次出现的索引，如果此向量不包含元素，则返回-1。
    int	lastIndexOf(Object o, int index) 返回此向量中指定元素的最后一次出现的索引，从 index ，如果未找到元素，则返回-1。
    ListIterator	listIterator() 返回列表中的列表迭代器（按适当的顺序）。
    ListIterator	listIterator(int index) 从列表中的指定位置开始，返回列表中的元素（按正确顺序）的列表迭代器。
    E	remove(int index) 删除此向量中指定位置的元素。
    boolean	remove(Object o) 删除此向量中指定元素的第一个出现如果Vector不包含元素，则它不会更改。
    boolean	removeAll(Collection c) 从此Vector中删除指定集合中包含的所有元素。
    void	removeAllElements() 从该向量中删除所有组件，并将其大小设置为零。
    boolean	removeElement(Object obj) 从此向量中删除参数的第一个（最低索引）出现次数。
    void	removeElementAt(int index) 删除指定索引处的组件。
    boolean	removeIf(Predicate filter) 删除满足给定谓词的此集合的所有元素。
    protected void	removeRange(int fromIndex, int toIndex) 从此列表中删除所有索引为 fromIndex （含）和 toIndex之间的元素。
    void	replaceAll(UnaryOperator operator) 将该列表的每个元素替换为将该运算符应用于该元素的结果。
    boolean	retainAll(Collection c) 仅保留此向量中包含在指定集合中的元素。
    E	set(int index, E element) 用指定的元素替换此Vector中指定位置的元素。
    void	setElementAt(E obj, int index) 设置在指定的组件 index此向量的要指定的对象。
    void	setSize(int newSize) 设置此向量的大小。
    int	size() 返回此向量中的组件数。
    void	sort(Comparator c) 使用提供的 Comparator对此列表进行排序以比较元素。
    Spliterator	spliterator() 在此列表中的元素上创建late-binding和故障切换 Spliterator 。
    List	subList(int fromIndex, int toIndex) 返回此列表之间的fromIndex（包括）和toIndex之间的独占视图。
    Object[]	toArray() 以正确的顺序返回一个包含此Vector中所有元素的数组。
    T[]	toArray(T[] a) 以正确的顺序返回一个包含此Vector中所有元素的数组; 返回的数组的运行时类型是指定数组的运行时类型。
    String	toString() 返回此Vector的字符串表示形式，其中包含每个元素的String表示形式。
    void	trimToSize() 修改该向量的容量成为向量的当前大小。

 

Vector遍历

Vector支持4种遍历方式：

1. 通过迭代器遍历
2. 由于Vector实现了RandomAccess接口，它支持通过索引值去随机访问元素
3. for循环
4. Enumeration遍历

由于Vector底层实现为数组，所以采用随取访问的方式效率是最高的