• Java集合源代码剖析(一)【集合框架概述、ArrayList、LinkedList、Vector】


    Java集合框架概述


    Java集合工具包位于Java.util包下。包括了非常多经常使用的数据结构,如数组、链表、栈、队列、集合、哈希表等。学习Java集合框架下大致能够分为例如以下五个部分:List列表、Set集合、Map映射、迭代器(Iterator、Enumeration)、工具类(Arrays、Collections)。

        Java集合类的总体框架例如以下:

     

        从上图中能够看出,集合类主要分为两大类:Collection和Map。

        Collection是List、Set等集合高度抽象出来的接口,它包括了这些集合的基本操作。它主要又分为两大部分:List和Set。

        List接口通常表示一个列表(数组、队列、链表、栈等),当中的元素能够反复。经常使用实现类为ArrayList和LinkedList,另外还有不经常使用的Vector。另外,LinkedList还是实现了Queue接口。因此也能够作为队列使用。

        Set接口通常表示一个集合。当中的元素不同意反复(通过hashcode和equals函数保证),经常使用实现类有HashSet和TreeSet,HashSet是通过Map中的HashMap实现的。而TreeSet是通过Map中的TreeMap实现的。

    另外。TreeSet还实现了SortedSet接口,因此是有序的集合(集合中的元素要实现Comparable接口。并覆写Compartor函数才行)。

        我们看到,抽象类AbstractCollection、AbstractList和AbstractSet分别实现了Collection、List和Set接口,这就是在Java集合框架中用的非常多的适配器设计模式。用这些抽象类去实现接口,在抽象类中实现接口中的若干或所有方法,这样以下的一些类仅仅需直接继承该抽象类。并实现自己须要的方法就可以。而不用实现接口中的所有抽象方法。

        Map是一个映射接口。当中的每一个元素都是一个key-value键值对,相同抽象类AbstractMap通过适配器模式实现了Map接口中的大部分函数,TreeMap、HashMap、WeakHashMap等实现类都通过继承AbstractMap来实现,另外,不经常使用的HashTable直接实现了Map接口,它和Vector都是JDK1.0就引入的集合类。

        Iterator是遍历集合的迭代器(不能遍历Map,仅仅用来遍历Collection)。Collection的实现类都实现了iterator()函数,它返回一个Iterator对象。用来遍历集合,ListIterator则专门用来遍历List。而Enumeration则是JDK1.0时引入的,作用与Iterator相同,但它的功能比Iterator要少,它仅仅能再Hashtable、Vector和Stack中使用。

        Arrays和Collections是用来操作数组、集合的两个工具类。比如在ArrayList和Vector中大量调用了Arrays.Copyof()方法,而Collections中有非常多静态方法能够返回各集合类的synchronized版本号,即线程安全的版本号,当然了,假设要用线程安全的结合类,首选Concurrent并发包下的相应的集合类。


    ArrayList源代码剖析


    ArrayList简单介绍

        ArrayList是基于数组实现的。是一个动态数组。其容量能自己主动增长,相似于C语言中的动态申请内存,动态增长内存。

        ArrayList不是线程安全的,仅仅能用在单线程环境下,多线程环境下能够考虑用Collections.synchronizedList(List l)函数返回一个线程安全的ArrayList类,也能够使用concurrent并发包下的CopyOnWriteArrayList类。

        ArrayList实现了Serializable接口,因此它支持序列化。能够通过序列化传输,实现了RandomAccess接口。支持高速随机訪问。实际上就是通过下标序号进行高速訪问,实现了Cloneable接口,能被克隆。


    ArrayList源代码剖析

        ArrayList的源代码例如以下(加入了比較具体的凝视):

    1. package java.util;    
    2.    
    3. public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>    
    4.         implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
    5. {    
    6.     // 序列版本号号    
    7.     private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;    
    8.    
    9.     // ArrayList基于该数组实现,用该数组保存数据   
    10.     private transient Object[] elementData;    
    11.    
    12.     // ArrayList中实际数据的数量    
    13.     private int size;    
    14.    
    15.     // ArrayList带容量大小的构造函数。    
    16.     public ArrayList(int initialCapacity) {    
    17.         super();    
    18.         if (initialCapacity < 0)    
    19.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
    20.                                                initialCapacity);    
    21.         // 新建一个数组    
    22.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
    23.     }    
    24.    
    25.     // ArrayList无參构造函数。默认容量是10。    
    26.     public ArrayList() {    
    27.         this(10);    
    28.     }    
    29.    
    30.     // 创建一个包括collection的ArrayList    
    31.     public ArrayList(Collection<? extends E> c) {    
    32.         elementData = c.toArray();    
    33.         size = elementData.length;    
    34.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
    35.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);    
    36.     }    
    37.    
    38.    
    39.     // 将当前容量值设为实际元素个数    
    40.     public void trimToSize() {    
    41.         modCount++;    
    42.         int oldCapacity = elementData.length;    
    43.         if (size < oldCapacity) {    
    44.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
    45.         }    
    46.     }    
    47.    
    48.    
    49.     // 确定ArrarList的容量。

          

    50.     // 若ArrayList的容量不足以容纳当前的所有元素,设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
    51.     public void ensureCapacity(int minCapacity) {    
    52.         // 将“改动统计数”+1。该变量主要是用来实现fail-fast机制的    
    53.         modCount++;    
    54.         int oldCapacity = elementData.length;    
    55.         // 若当前容量不足以容纳当前的元素个数。设置 新的容量=“(原始容量x3)/2 + 1”    
    56.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
    57.             Object oldData[] = elementData;    
    58.             int newCapacity = (oldCapacity * 3)/2 + 1;    
    59.             //假设还不够,则直接将minCapacity设置为当前容量  
    60.             if (newCapacity < minCapacity)    
    61.                 newCapacity = minCapacity;    
    62.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
    63.         }    
    64.     }    
    65.    
    66.     // 加入元素e    
    67.     public boolean add(E e) {    
    68.         // 确定ArrayList的容量大小    
    69.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
    70.         // 加入e到ArrayList中    
    71.         elementData[size++] = e;    
    72.         return true;    
    73.     }    
    74.    
    75.     // 返回ArrayList的实际大小    
    76.     public int size() {    
    77.         return size;    
    78.     }    
    79.    
    80.     // ArrayList是否包括Object(o)    
    81.     public boolean contains(Object o) {    
    82.         return indexOf(o) >= 0;    
    83.     }    
    84.    
    85.     //返回ArrayList是否为空    
    86.     public boolean isEmpty() {    
    87.         return size == 0;    
    88.     }    
    89.    
    90.     // 正向查找。返回元素的索引值    
    91.     public int indexOf(Object o) {    
    92.         if (o == null) {    
    93.             for (int i = 0; i < size; i++)    
    94.             if (elementData[i]==null)    
    95.                 return i;    
    96.             } else {    
    97.                 for (int i = 0; i < size; i++)    
    98.                 if (o.equals(elementData[i]))    
    99.                     return i;    
    100.             }    
    101.             return -1;    
    102.         }    
    103.    
    104.         // 反向查找。返回元素的索引值    
    105.         public int lastIndexOf(Object o) {    
    106.         if (o == null) {    
    107.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
    108.             if (elementData[i]==null)    
    109.                 return i;    
    110.         } else {    
    111.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
    112.             if (o.equals(elementData[i]))    
    113.                 return i;    
    114.         }    
    115.         return -1;    
    116.     }    
    117.    
    118.     // 反向查找(从数组末尾向開始查找)。返回元素(o)的索引值    
    119.     public int lastIndexOf(Object o) {    
    120.         if (o == null) {    
    121.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
    122.             if (elementData[i]==null)    
    123.                 return i;    
    124.         } else {    
    125.             for (int i = size-1; i >= 0; i--)    
    126.             if (o.equals(elementData[i]))    
    127.                 return i;    
    128.         }    
    129.         return -1;    
    130.     }    
    131.      
    132.    
    133.     // 返回ArrayList的Object数组    
    134.     public Object[] toArray() {    
    135.         return Arrays.copyOf(elementData, size);    
    136.     }    
    137.    
    138.     // 返回ArrayList元素组成的数组  
    139.     public <T> T[] toArray(T[] a) {    
    140.         // 若数组a的大小 < ArrayList的元素个数;    
    141.         // 则新建一个T[]数组。数组大小是“ArrayList的元素个数”,并将“ArrayList”所有复制到新数组中    
    142.         if (a.length < size)    
    143.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());    
    144.    
    145.         // 若数组a的大小 >= ArrayList的元素个数;    
    146.         // 则将ArrayList的所有元素都复制到数组a中。

          

    147.         System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);    
    148.         if (a.length > size)    
    149.             a[size] = null;    
    150.         return a;    
    151.     }    
    152.    
    153.     // 获取index位置的元素值    
    154.     public E get(int index) {    
    155.         RangeCheck(index);    
    156.    
    157.         return (E) elementData[index];    
    158.     }    
    159.    
    160.     // 设置index位置的值为element    
    161.     public E set(int index, E element) {    
    162.         RangeCheck(index);    
    163.    
    164.         E oldValue = (E) elementData[index];    
    165.         elementData[index] = element;    
    166.         return oldValue;    
    167.     }    
    168.    
    169.     // 将e加入到ArrayList中    
    170.     public boolean add(E e) {    
    171.         ensureCapacity(size + 1);  // Increments modCount!!    
    172.         elementData[size++] = e;    
    173.         return true;    
    174.     }    
    175.    
    176.     // 将e加入到ArrayList的指定位置    
    177.     public void add(int index, E element) {    
    178.         if (index > size || index < 0)    
    179.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
    180.             "Index: "+index+", Size: "+size);    
    181.    
    182.         ensureCapacity(size+1);  // Increments modCount!!    
    183.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,    
    184.              size - index);    
    185.         elementData[index] = element;    
    186.         size++;    
    187.     }    
    188.    
    189.     // 删除ArrayList指定位置的元素    
    190.     public E remove(int index) {    
    191.         RangeCheck(index);    
    192.    
    193.         modCount++;    
    194.         E oldValue = (E) elementData[index];    
    195.    
    196.         int numMoved = size - index - 1;    
    197.         if (numMoved > 0)    
    198.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
    199.                  numMoved);    
    200.         elementData[--size] = null// Let gc do its work    
    201.    
    202.         return oldValue;    
    203.     }    
    204.    
    205.     // 删除ArrayList的指定元素    
    206.     public boolean remove(Object o) {    
    207.         if (o == null) {    
    208.                 for (int index = 0; index < size; index++)    
    209.             if (elementData[index] == null) {    
    210.                 fastRemove(index);    
    211.                 return true;    
    212.             }    
    213.         } else {    
    214.             for (int index = 0; index < size; index++)    
    215.             if (o.equals(elementData[index])) {    
    216.                 fastRemove(index);    
    217.                 return true;    
    218.             }    
    219.         }    
    220.         return false;    
    221.     }    
    222.    
    223.    
    224.     // 高速删除第index个元素    
    225.     private void fastRemove(int index) {    
    226.         modCount++;    
    227.         int numMoved = size - index - 1;    
    228.         // 从"index+1"開始。用后面的元素替换前面的元素。

          

    229.         if (numMoved > 0)    
    230.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
    231.                              numMoved);    
    232.         // 将最后一个元素设为null    
    233.         elementData[--size] = null// Let gc do its work    
    234.     }    
    235.    
    236.     // 删除元素    
    237.     public boolean remove(Object o) {    
    238.         if (o == null) {    
    239.             for (int index = 0; index < size; index++)    
    240.             if (elementData[index] == null) {    
    241.                 fastRemove(index);    
    242.             return true;    
    243.             }    
    244.         } else {    
    245.             // 便利ArrayList,找到“元素o”。则删除,并返回true。    
    246.             for (int index = 0; index < size; index++)    
    247.             if (o.equals(elementData[index])) {    
    248.                 fastRemove(index);    
    249.             return true;    
    250.             }    
    251.         }    
    252.         return false;    
    253.     }    
    254.    
    255.     // 清空ArrayList,将所有的元素设为null    
    256.     public void clear() {    
    257.         modCount++;    
    258.    
    259.         for (int i = 0; i < size; i++)    
    260.             elementData[i] = null;    
    261.    
    262.         size = 0;    
    263.     }    
    264.    
    265.     // 将集合c追加到ArrayList中    
    266.     public boolean addAll(Collection<?

       extends E> c) {    

    267.         Object[] a = c.toArray();    
    268.         int numNew = a.length;    
    269.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
    270.         System.arraycopy(a, 0, elementData, size, numNew);    
    271.         size += numNew;    
    272.         return numNew != 0;    
    273.     }    
    274.    
    275.     // 从index位置開始,将集合c加入到ArrayList    
    276.     public boolean addAll(int index, Collection<?

       extends E> c) {    

    277.         if (index > size || index < 0)    
    278.             throw new IndexOutOfBoundsException(    
    279.             "Index: " + index + ", Size: " + size);    
    280.    
    281.         Object[] a = c.toArray();    
    282.         int numNew = a.length;    
    283.         ensureCapacity(size + numNew);  // Increments modCount    
    284.    
    285.         int numMoved = size - index;    
    286.         if (numMoved > 0)    
    287.             System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew,    
    288.                  numMoved);    
    289.    
    290.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
    291.         size += numNew;    
    292.         return numNew != 0;    
    293.     }    
    294.    
    295.     // 删除fromIndex到toIndex之间的所有元素。    
    296.     protected void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
    297.     modCount++;    
    298.     int numMoved = size - toIndex;    
    299.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
    300.                          numMoved);    
    301.    
    302.     // Let gc do its work    
    303.     int newSize = size - (toIndex-fromIndex);    
    304.     while (size != newSize)    
    305.         elementData[--size] = null;    
    306.     }    
    307.    
    308.     private void RangeCheck(int index) {    
    309.     if (index >= size)    
    310.         throw new IndexOutOfBoundsException(    
    311.         "Index: "+index+", Size: "+size);    
    312.     }    
    313.    
    314.    
    315.     // 克隆函数    
    316.     public Object clone() {    
    317.         try {    
    318.             ArrayList<E> v = (ArrayList<E>) super.clone();    
    319.             // 将当前ArrayList的所有元素复制到v中    
    320.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, size);    
    321.             v.modCount = 0;    
    322.             return v;    
    323.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
    324.             // this shouldn't happen, since we are Cloneable    
    325.             throw new InternalError();    
    326.         }    
    327.     }    
    328.    
    329.    
    330.     // java.io.Serializable的写入函数    
    331.     // 将ArrayList的“容量,所有的元素值”都写入到输出流中    
    332.     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
    333.         throws java.io.IOException{    
    334.     // Write out element count, and any hidden stuff    
    335.     int expectedModCount = modCount;    
    336.     s.defaultWriteObject();    
    337.    
    338.         // 写入“数组的容量”    
    339.         s.writeInt(elementData.length);    
    340.    
    341.     // 写入“数组的每一个元素”    
    342.     for (int i=0; i<size; i++)    
    343.             s.writeObject(elementData[i]);    
    344.    
    345.     if (modCount != expectedModCount) {    
    346.             throw new ConcurrentModificationException();    
    347.         }    
    348.    
    349.     }    
    350.    
    351.    
    352.     // java.io.Serializable的读取函数:依据写入方式读出    
    353.     // 先将ArrayList的“容量”读出,然后将“所有的元素值”读出    
    354.     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)    
    355.         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {    
    356.         // Read in size, and any hidden stuff    
    357.         s.defaultReadObject();    
    358.    
    359.         // 从输入流中读取ArrayList的“容量”    
    360.         int arrayLength = s.readInt();    
    361.         Object[] a = elementData = new Object[arrayLength];    
    362.    
    363.         // 从输入流中将“所有的元素值”读出    
    364.         for (int i=0; i<size; i++)    
    365.             a[i] = s.readObject();    
    366.     }    
    367. }  


    几点总结

    关于ArrayList的源代码。给出几点比較重要的总结:

        1、注意其三个不同的构造方法。

    无參构造方法构造的ArrayList的容量默觉得10。带有Collection參数的构造方法,将Collection转化为数组赋给ArrayList的实现数组elementData。

        2、注意扩充容量的方法ensureCapacity。ArrayList在每次添加元素(可能是1个,也可能是一组)时。都要调用该方法来确保足够的容量。

    当容量不足以容纳当前的元素个数时,就设置新的容量为旧的容量的1.5倍加1,假设设置后的新容量还不够,则直接新容量设置为传入的參数(也就是所需的容量)。而后用Arrays.copyof()方法将元素复制到新的数组(详见以下的第3点)。

    从中能够看出。当容量不够时,每次添加元素,都要将原来的元素复制到一个新的数组中。非常之耗时,也因此建议在事先能确定元素数量的情况下,才使用ArrayList,否则建议使用LinkedList。

        3、ArrayList的实现中大量地调用了Arrays.copyof()和System.arraycopy()方法。我们有必要对这两个方法的实现做下深入的了解。

        首先来看Arrays.copyof()方法。它有非常多个重载的方法。但实现思路都是一样的。我们来看泛型版本号的源代码:

    1. public static <T> T[] copyOf(T[] original, int newLength) {  
    2.     return (T[]) copyOf(original, newLength, original.getClass());  
    3. }  

        非常明显调用了还有一个copyof方法,该方法有三个參数,最后一个參数指明要转换的数据的类型,其源代码例如以下:

    1. public static <T,U> T[] copyOf(U[] original, int newLength, Class<?

       extends T[]> newType) {  

    2.     T[] copy = ((Object)newType == (Object)Object[].class)  
    3.         ? (T[]) new Object[newLength]  
    4.         : (T[]) Array.newInstance(newType.getComponentType(), newLength);  
    5.     System.arraycopy(original, 0, copy, 0,  
    6.                      Math.min(original.length, newLength));  
    7.     return copy;  
    8. }  

        这里能够非常明显地看出,该方法实际上是在其内部又创建了一个长度为newlength的数组,调用System.arraycopy()方法,将原来数组中的元素复制到了新的数组中。

        以下来看System.arraycopy()方法。

    该方法被标记了native,调用了系统的C/C++代码,在JDK中是看不到的,但在openJDK中能够看到其源代码。该函数实际上终于调用了C语言的memmove()函数。因此它能够保证同一个数组内元素的正确复制和移动,比一般的复制方法的实现效率要高非常多,非常适合用来批量处理数组。

    Java强烈推荐在复制大量数组元素时用该方法,以取得更高的效率。

        4、注意ArrayList的两个转化为静态数组的toArray方法。

        第一个。Object[] toArray()方法。该方法有可能会抛出java.lang.ClassCastException异常。假设直接用向下转型的方法,将整个ArrayList集合转变为指定类型的Array数组。便会抛出该异常。而假设转化为Array数组时不向下转型,而是将每一个元素向下转型,则不会抛出该异常,显然对数组中的元素一个个进行向下转型,效率不高。且不太方便。

        第二个,<T> T[] toArray(T[] a)方法。

    该方法能够直接将ArrayList转换得到的Array进行总体向下转型(转型事实上是在该方法的源代码中实现的)。且从该方法的源代码中能够看出,參数a的大小不足时,内部会调用Arrays.copyOf方法,该方法内部创建一个新的数组返回,因此对该方法的经常使用形式例如以下:

    1. public static Integer[] vectorToArray2(ArrayList<Integer> v) {    
    2.     Integer[] newText = (Integer[])v.toArray(new Integer[0]);    
    3.     return newText;    
    4. }    

         5、ArrayList基于数组实现,能够通过下标索引直接查找到指定位置的元素。因此查找效率高,但每次插入或删除元素。就要大量地移动元素,插入删除元素的效率低。

        6、在查找给定元素索引值等的方法中,源代码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理。ArrayList中同意元素为null。


    LinkedList源代码剖析

    LinkedList简单介绍

        LinkedList是基于双向循环链表(从源代码中能够非常easy看出)实现的,除了能够当做链表来操作外,它还能够当做栈、队列和双端队列来使用。

        LinkedList相同是非线程安全的,仅仅在单线程下适合使用。

        LinkedList实现了Serializable接口,因此它支持序列化。能够通过序列化传输,实现了Cloneable接口,能被克隆。


    LinkedList源代码剖析

        LinkedList的源代码例如以下(加入了比較具体的凝视):

    1. package java.util;    
    2.    
    3. public class LinkedList<E>    
    4.     extends AbstractSequentialList<E>    
    5.     implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable    
    6. {    
    7.     // 链表的表头,表头不包括不论什么数据。Entry是个链表类数据结构。

          

    8.     private transient Entry<E> header = new Entry<E>(nullnullnull);    
    9.    
    10.     // LinkedList中元素个数    
    11.     private transient int size = 0;    
    12.    
    13.     // 默认构造函数:创建一个空的链表    
    14.     public LinkedList() {    
    15.         header.next = header.previous = header;    
    16.     }    
    17.    
    18.     // 包括“集合”的构造函数:创建一个包括“集合”的LinkedList    
    19.     public LinkedList(Collection<? extends E> c) {    
    20.         this();    
    21.         addAll(c);    
    22.     }    
    23.    
    24.     // 获取LinkedList的第一个元素    
    25.     public E getFirst() {    
    26.         if (size==0)    
    27.             throw new NoSuchElementException();    
    28.    
    29.         // 链表的表头header中不包括数据。    
    30.         // 这里返回header所指下一个节点所包括的数据。

          

    31.         return header.next.element;    
    32.     }    
    33.    
    34.     // 获取LinkedList的最后一个元素    
    35.     public E getLast()  {    
    36.         if (size==0)    
    37.             throw new NoSuchElementException();    
    38.    
    39.         // 因为LinkedList是双向链表;而表头header不包括数据。    
    40.         // 因而。这里返回表头header的前一个节点所包括的数据。

          

    41.         return header.previous.element;    
    42.     }    
    43.    
    44.     // 删除LinkedList的第一个元素    
    45.     public E removeFirst() {    
    46.         return remove(header.next);    
    47.     }    
    48.    
    49.     // 删除LinkedList的最后一个元素    
    50.     public E removeLast() {    
    51.         return remove(header.previous);    
    52.     }    
    53.    
    54.     // 将元素加入到LinkedList的起始位置    
    55.     public void addFirst(E e) {    
    56.         addBefore(e, header.next);    
    57.     }    
    58.    
    59.     // 将元素加入到LinkedList的结束位置    
    60.     public void addLast(E e) {    
    61.         addBefore(e, header);    
    62.     }    
    63.    
    64.     // 推断LinkedList是否包括元素(o)    
    65.     public boolean contains(Object o) {    
    66.         return indexOf(o) != -1;    
    67.     }    
    68.    
    69.     // 返回LinkedList的大小    
    70.     public int size() {    
    71.         return size;    
    72.     }    
    73.    
    74.     // 将元素(E)加入到LinkedList中    
    75.     public boolean add(E e) {    
    76.         // 将节点(节点数据是e)加入到表头(header)之前。

          

    77.         // 即,将节点加入到双向链表的末端。    
    78.         addBefore(e, header);    
    79.         return true;    
    80.     }    
    81.    
    82.     // 从LinkedList中删除元素(o)    
    83.     // 从链表開始查找。如存在元素(o)则删除该元素并返回true;    
    84.     // 否则,返回false。    
    85.     public boolean remove(Object o) {    
    86.         if (o==null) {    
    87.             // 若o为null的删除情况    
    88.             for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {    
    89.                 if (e.element==null) {    
    90.                     remove(e);    
    91.                     return true;    
    92.                 }    
    93.             }    
    94.         } else {    
    95.             // 若o不为null的删除情况    
    96.             for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next) {    
    97.                 if (o.equals(e.element)) {    
    98.                     remove(e);    
    99.                     return true;    
    100.                 }    
    101.             }    
    102.         }    
    103.         return false;    
    104.     }    
    105.    
    106.     // 将“集合(c)”加入到LinkedList中。    
    107.     // 实际上,是从双向链表的末尾開始,将“集合(c)”加入到双向链表中。    
    108.     public boolean addAll(Collection<?

       extends E> c) {    

    109.         return addAll(size, c);    
    110.     }    
    111.    
    112.     // 从双向链表的index開始。将“集合(c)”加入到双向链表中。

          

    113.     public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
    114.         if (index < 0 || index > size)    
    115.             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+    
    116.                                                 ", Size: "+size);    
    117.         Object[] a = c.toArray();    
    118.         // 获取集合的长度    
    119.         int numNew = a.length;    
    120.         if (numNew==0)    
    121.             return false;    
    122.         modCount++;    
    123.    
    124.         // 设置“当前要插入节点的后一个节点”    
    125.         Entry<E> successor = (index==size ? header : entry(index));    
    126.         // 设置“当前要插入节点的前一个节点”    
    127.         Entry<E> predecessor = successor.previous;    
    128.         // 将集合(c)所有插入双向链表中    
    129.         for (int i=0; i<numNew; i++) {    
    130.             Entry<E> e = new Entry<E>((E)a[i], successor, predecessor);    
    131.             predecessor.next = e;    
    132.             predecessor = e;    
    133.         }    
    134.         successor.previous = predecessor;    
    135.    
    136.         // 调整LinkedList的实际大小    
    137.         size += numNew;    
    138.         return true;    
    139.     }    
    140.    
    141.     // 清空双向链表    
    142.     public void clear() {    
    143.         Entry<E> e = header.next;    
    144.         // 从表头開始,逐个向后遍历。对遍历到的节点运行一下操作:    
    145.         // (01) 设置前一个节点为null     
    146.         // (02) 设置当前节点的内容为null     
    147.         // (03) 设置后一个节点为“新的当前节点”    
    148.         while (e != header) {    
    149.             Entry<E> next = e.next;    
    150.             e.next = e.previous = null;    
    151.             e.element = null;    
    152.             e = next;    
    153.         }    
    154.         header.next = header.previous = header;    
    155.         // 设置大小为0    
    156.         size = 0;    
    157.         modCount++;    
    158.     }    
    159.    
    160.     // 返回LinkedList指定位置的元素    
    161.     public E get(int index) {    
    162.         return entry(index).element;    
    163.     }    
    164.    
    165.     // 设置index位置相应的节点的值为element    
    166.     public E set(int index, E element) {    
    167.         Entry<E> e = entry(index);    
    168.         E oldVal = e.element;    
    169.         e.element = element;    
    170.         return oldVal;    
    171.     }    
    172.      
    173.     // 在index前加入节点,且节点的值为element    
    174.     public void add(int index, E element) {    
    175.         addBefore(element, (index==size ?

       header : entry(index)));    

    176.     }    
    177.    
    178.     // 删除index位置的节点    
    179.     public E remove(int index) {    
    180.         return remove(entry(index));    
    181.     }    
    182.    
    183.     // 获取双向链表中指定位置的节点    
    184.     private Entry<E> entry(int index) {    
    185.         if (index < 0 || index >= size)    
    186.             throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+    
    187.                                                 ", Size: "+size);    
    188.         Entry<E> e = header;    
    189.         // 获取index处的节点。    
    190.         // 若index < 双向链表长度的1/2,则从前先后查找;    
    191.         // 否则,从后向前查找。    
    192.         if (index < (size >> 1)) {    
    193.             for (int i = 0; i <= index; i++)    
    194.                 e = e.next;    
    195.         } else {    
    196.             for (int i = size; i > index; i--)    
    197.                 e = e.previous;    
    198.         }    
    199.         return e;    
    200.     }    
    201.    
    202.     // 从前向后查找。返回“值为对象(o)的节点相应的索引”    
    203.     // 不存在就返回-1    
    204.     public int indexOf(Object o) {    
    205.         int index = 0;    
    206.         if (o==null) {    
    207.             for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {    
    208.                 if (e.element==null)    
    209.                     return index;    
    210.                 index++;    
    211.             }    
    212.         } else {    
    213.             for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next) {    
    214.                 if (o.equals(e.element))    
    215.                     return index;    
    216.                 index++;    
    217.             }    
    218.         }    
    219.         return -1;    
    220.     }    
    221.    
    222.     // 从后向前查找,返回“值为对象(o)的节点相应的索引”    
    223.     // 不存在就返回-1    
    224.     public int lastIndexOf(Object o) {    
    225.         int index = size;    
    226.         if (o==null) {    
    227.             for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {    
    228.                 index--;    
    229.                 if (e.element==null)    
    230.                     return index;    
    231.             }    
    232.         } else {    
    233.             for (Entry e = header.previous; e != header; e = e.previous) {    
    234.                 index--;    
    235.                 if (o.equals(e.element))    
    236.                     return index;    
    237.             }    
    238.         }    
    239.         return -1;    
    240.     }    
    241.    
    242.     // 返回第一个节点    
    243.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    244.     public E peek() {    
    245.         if (size==0)    
    246.             return null;    
    247.         return getFirst();    
    248.     }    
    249.    
    250.     // 返回第一个节点    
    251.     // 若LinkedList的大小为0,则抛出异常    
    252.     public E element() {    
    253.         return getFirst();    
    254.     }    
    255.    
    256.     // 删除并返回第一个节点    
    257.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    258.     public E poll() {    
    259.         if (size==0)    
    260.             return null;    
    261.         return removeFirst();    
    262.     }    
    263.    
    264.     // 将e加入双向链表末尾    
    265.     public boolean offer(E e) {    
    266.         return add(e);    
    267.     }    
    268.    
    269.     // 将e加入双向链表开头    
    270.     public boolean offerFirst(E e) {    
    271.         addFirst(e);    
    272.         return true;    
    273.     }    
    274.    
    275.     // 将e加入双向链表末尾    
    276.     public boolean offerLast(E e) {    
    277.         addLast(e);    
    278.         return true;    
    279.     }    
    280.    
    281.     // 返回第一个节点    
    282.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    283.     public E peekFirst() {    
    284.         if (size==0)    
    285.             return null;    
    286.         return getFirst();    
    287.     }    
    288.    
    289.     // 返回最后一个节点    
    290.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    291.     public E peekLast() {    
    292.         if (size==0)    
    293.             return null;    
    294.         return getLast();    
    295.     }    
    296.    
    297.     // 删除并返回第一个节点    
    298.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    299.     public E pollFirst() {    
    300.         if (size==0)    
    301.             return null;    
    302.         return removeFirst();    
    303.     }    
    304.    
    305.     // 删除并返回最后一个节点    
    306.     // 若LinkedList的大小为0,则返回null    
    307.     public E pollLast() {    
    308.         if (size==0)    
    309.             return null;    
    310.         return removeLast();    
    311.     }    
    312.    
    313.     // 将e插入到双向链表开头    
    314.     public void push(E e) {    
    315.         addFirst(e);    
    316.     }    
    317.    
    318.     // 删除并返回第一个节点    
    319.     public E pop() {    
    320.         return removeFirst();    
    321.     }    
    322.    
    323.     // 从LinkedList開始向后查找。删除第一个值为元素(o)的节点    
    324.     // 从链表開始查找。如存在节点的值为元素(o)的节点,则删除该节点    
    325.     public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {    
    326.         return remove(o);    
    327.     }    
    328.    
    329.     // 从LinkedList末尾向前查找,删除第一个值为元素(o)的节点    
    330.     // 从链表開始查找,如存在节点的值为元素(o)的节点。则删除该节点    
    331.     public boolean removeLastOccurrence(Object o) {    
    332.         if (o==null) {    
    333.             for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {    
    334.                 if (e.element==null) {    
    335.                     remove(e);    
    336.                     return true;    
    337.                 }    
    338.             }    
    339.         } else {    
    340.             for (Entry<E> e = header.previous; e != header; e = e.previous) {    
    341.                 if (o.equals(e.element)) {    
    342.                     remove(e);    
    343.                     return true;    
    344.                 }    
    345.             }    
    346.         }    
    347.         return false;    
    348.     }    
    349.    
    350.     // 返回“index到末尾的所有节点”相应的ListIterator对象(List迭代器)    
    351.     public ListIterator<E> listIterator(int index) {    
    352.         return new ListItr(index);    
    353.     }    
    354.    
    355.     // List迭代器    
    356.     private class ListItr implements ListIterator<E> {    
    357.         // 上一次返回的节点    
    358.         private Entry<E> lastReturned = header;    
    359.         // 下一个节点    
    360.         private Entry<E> next;    
    361.         // 下一个节点相应的索引值    
    362.         private int nextIndex;    
    363.         // 期望的改变计数。

      用来实现fail-fast机制。

          

    364.         private int expectedModCount = modCount;    
    365.    
    366.         // 构造函数。

          

    367.         // 从index位置開始进行迭代    
    368.         ListItr(int index) {    
    369.             // index的有效性处理    
    370.             if (index < 0 || index > size)    
    371.                 throw new IndexOutOfBoundsException("Index: "+index+ ", Size: "+size);    
    372.             // 若 “index 小于 ‘双向链表长度的一半’”,则从第一个元素開始往后查找;    
    373.             // 否则,从最后一个元素往前查找。    
    374.             if (index < (size >> 1)) {    
    375.                 next = header.next;    
    376.                 for (nextIndex=0; nextIndex<index; nextIndex++)    
    377.                     next = next.next;    
    378.             } else {    
    379.                 next = header;    
    380.                 for (nextIndex=size; nextIndex>index; nextIndex--)    
    381.                     next = next.previous;    
    382.             }    
    383.         }    
    384.    
    385.         // 是否存在下一个元素    
    386.         public boolean hasNext() {    
    387.             // 通过元素索引是否等于“双向链表大小”来推断是否达到最后。    
    388.             return nextIndex != size;    
    389.         }    
    390.    
    391.         // 获取下一个元素    
    392.         public E next() {    
    393.             checkForComodification();    
    394.             if (nextIndex == size)    
    395.                 throw new NoSuchElementException();    
    396.    
    397.             lastReturned = next;    
    398.             // next指向链表的下一个元素    
    399.             next = next.next;    
    400.             nextIndex++;    
    401.             return lastReturned.element;    
    402.         }    
    403.    
    404.         // 是否存在上一个元素    
    405.         public boolean hasPrevious() {    
    406.             // 通过元素索引是否等于0。来推断是否达到开头。

          

    407.             return nextIndex != 0;    
    408.         }    
    409.    
    410.         // 获取上一个元素    
    411.         public E previous() {    
    412.             if (nextIndex == 0)    
    413.             throw new NoSuchElementException();    
    414.    
    415.             // next指向链表的上一个元素    
    416.             lastReturned = next = next.previous;    
    417.             nextIndex--;    
    418.             checkForComodification();    
    419.             return lastReturned.element;    
    420.         }    
    421.    
    422.         // 获取下一个元素的索引    
    423.         public int nextIndex() {    
    424.             return nextIndex;    
    425.         }    
    426.    
    427.         // 获取上一个元素的索引    
    428.         public int previousIndex() {    
    429.             return nextIndex-1;    
    430.         }    
    431.    
    432.         // 删除当前元素。    
    433.         // 删除双向链表中的当前节点    
    434.         public void remove() {    
    435.             checkForComodification();    
    436.             Entry<E> lastNext = lastReturned.next;    
    437.             try {    
    438.                 LinkedList.this.remove(lastReturned);    
    439.             } catch (NoSuchElementException e) {    
    440.                 throw new IllegalStateException();    
    441.             }    
    442.             if (next==lastReturned)    
    443.                 next = lastNext;    
    444.             else   
    445.                 nextIndex--;    
    446.             lastReturned = header;    
    447.             expectedModCount++;    
    448.         }    
    449.    
    450.         // 设置当前节点为e    
    451.         public void set(E e) {    
    452.             if (lastReturned == header)    
    453.                 throw new IllegalStateException();    
    454.             checkForComodification();    
    455.             lastReturned.element = e;    
    456.         }    
    457.    
    458.         // 将e加入到当前节点的前面    
    459.         public void add(E e) {    
    460.             checkForComodification();    
    461.             lastReturned = header;    
    462.             addBefore(e, next);    
    463.             nextIndex++;    
    464.             expectedModCount++;    
    465.         }    
    466.    
    467.         // 推断 “modCount和expectedModCount是否相等”,依次来实现fail-fast机制。

          

    468.         final void checkForComodification() {    
    469.             if (modCount != expectedModCount)    
    470.             throw new ConcurrentModificationException();    
    471.         }    
    472.     }    
    473.    
    474.     // 双向链表的节点所相应的数据结构。

          

    475.     // 包括3部分:上一节点,下一节点。当前节点值。    
    476.     private static class Entry<E> {    
    477.         // 当前节点所包括的值    
    478.         E element;    
    479.         // 下一个节点    
    480.         Entry<E> next;    
    481.         // 上一个节点    
    482.         Entry<E> previous;    
    483.    
    484.         /**   
    485.          * 链表节点的构造函数。

         

    486.          * 參数说明:   
    487.          *   element  —— 节点所包括的数据   
    488.          *   next      —— 下一个节点   
    489.          *   previous —— 上一个节点   
    490.          */   
    491.         Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {    
    492.             this.element = element;    
    493.             this.next = next;    
    494.             this.previous = previous;    
    495.         }    
    496.     }    
    497.    
    498.     // 将节点(节点数据是e)加入到entry节点之前。

          

    499.     private Entry<E> addBefore(E e, Entry<E> entry) {    
    500.         // 新建节点newEntry。将newEntry插入到节点e之前;而且设置newEntry的数据是e    
    501.         Entry<E> newEntry = new Entry<E>(e, entry, entry.previous);    
    502.         newEntry.previous.next = newEntry;    
    503.         newEntry.next.previous = newEntry;    
    504.         // 改动LinkedList大小    
    505.         size++;    
    506.         // 改动LinkedList的改动统计数:用来实现fail-fast机制。

          

    507.         modCount++;    
    508.         return newEntry;    
    509.     }    
    510.    
    511.     // 将节点从链表中删除    
    512.     private E remove(Entry<E> e) {    
    513.         if (e == header)    
    514.             throw new NoSuchElementException();    
    515.    
    516.         E result = e.element;    
    517.         e.previous.next = e.next;    
    518.         e.next.previous = e.previous;    
    519.         e.next = e.previous = null;    
    520.         e.element = null;    
    521.         size--;    
    522.         modCount++;    
    523.         return result;    
    524.     }    
    525.    
    526.     // 反向迭代器    
    527.     public Iterator<E> descendingIterator() {    
    528.         return new DescendingIterator();    
    529.     }    
    530.    
    531.     // 反向迭代器实现类。    
    532.     private class DescendingIterator implements Iterator {    
    533.         final ListItr itr = new ListItr(size());    
    534.         // 反向迭代器是否下一个元素。    
    535.         // 实际上是推断双向链表的当前节点是否达到开头    
    536.         public boolean hasNext() {    
    537.             return itr.hasPrevious();    
    538.         }    
    539.         // 反向迭代器获取下一个元素。

          

    540.         // 实际上是获取双向链表的前一个节点    
    541.         public E next() {    
    542.             return itr.previous();    
    543.         }    
    544.         // 删除当前节点    
    545.         public void remove() {    
    546.             itr.remove();    
    547.         }    
    548.     }    
    549.    
    550.    
    551.     // 返回LinkedList的Object[]数组    
    552.     public Object[] toArray() {    
    553.     // 新建Object[]数组    
    554.     Object[] result = new Object[size];    
    555.         int i = 0;    
    556.         // 将链表中所有节点的数据都加入到Object[]数组中    
    557.         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)    
    558.             result[i++] = e.element;    
    559.     return result;    
    560.     }    
    561.    
    562.     // 返回LinkedList的模板数组。所谓模板数组,即能够将T设为随意的数据类型    
    563.     public <T> T[] toArray(T[] a) {    
    564.         // 若数组a的大小 < LinkedList的元素个数(意味着数组a不能容纳LinkedList中所有元素)    
    565.         // 则新建一个T[]数组,T[]的大小为LinkedList大小,并将该T[]赋值给a。    
    566.         if (a.length < size)    
    567.             a = (T[])java.lang.reflect.Array.newInstance(    
    568.                                 a.getClass().getComponentType(), size);    
    569.         // 将链表中所有节点的数据都加入到数组a中    
    570.         int i = 0;    
    571.         Object[] result = a;    
    572.         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)    
    573.             result[i++] = e.element;    
    574.    
    575.         if (a.length > size)    
    576.             a[size] = null;    
    577.    
    578.         return a;    
    579.     }    
    580.    
    581.    
    582.     // 克隆函数。返回LinkedList的克隆对象。    
    583.     public Object clone() {    
    584.         LinkedList<E> clone = null;    
    585.         // 克隆一个LinkedList克隆对象    
    586.         try {    
    587.             clone = (LinkedList<E>) super.clone();    
    588.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
    589.             throw new InternalError();    
    590.         }    
    591.    
    592.         // 新建LinkedList表头节点    
    593.         clone.header = new Entry<E>(nullnullnull);    
    594.         clone.header.next = clone.header.previous = clone.header;    
    595.         clone.size = 0;    
    596.         clone.modCount = 0;    
    597.    
    598.         // 将链表中所有节点的数据都加入到克隆对象中    
    599.         for (Entry<E> e = header.next; e != header; e = e.next)    
    600.             clone.add(e.element);    
    601.    
    602.         return clone;    
    603.     }    
    604.    
    605.     // java.io.Serializable的写入函数    
    606.     // 将LinkedList的“容量,所有的元素值”都写入到输出流中    
    607.     private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
    608.         throws java.io.IOException {    
    609.         // Write out any hidden serialization magic    
    610.         s.defaultWriteObject();    
    611.    
    612.         // 写入“容量”    
    613.         s.writeInt(size);    
    614.    
    615.         // 将链表中所有节点的数据都写入到输出流中    
    616.         for (Entry e = header.next; e != header; e = e.next)    
    617.             s.writeObject(e.element);    
    618.     }    
    619.    
    620.     // java.io.Serializable的读取函数:依据写入方式反向读出    
    621.     // 先将LinkedList的“容量”读出,然后将“所有的元素值”读出    
    622.     private void readObject(java.io.ObjectInputStream s)    
    623.         throws java.io.IOException, ClassNotFoundException {    
    624.         // Read in any hidden serialization magic    
    625.         s.defaultReadObject();    
    626.    
    627.         // 从输入流中读取“容量”    
    628.         int size = s.readInt();    
    629.    
    630.         // 新建链表表头节点    
    631.         header = new Entry<E>(nullnullnull);    
    632.         header.next = header.previous = header;    
    633.    
    634.         // 从输入流中将“所有的元素值”并逐个加入到链表中    
    635.         for (int i=0; i<size; i++)    
    636.             addBefore((E)s.readObject(), header);    
    637.     }    
    638.    
    639. }   


    几点总结

    关于LinkedList的源代码,给出几点比較重要的总结:

        1、从源代码中非常明显能够看出,LinkedList的实现是基于双向循环链表的,且头结点中不存放数据,例如以下图;


        2、注意两个不同的构造方法。无參构造方法直接建立一个仅包括head节点的空链表,包括Collection的构造方法,先调用无參构造方法建立一个空链表,而后将Collection中的数据加入到链表的尾部后面。

        3、在查找和删除某元素时,源代码中都划分为该元素为null和不为null两种情况来处理,LinkedList中同意元素为null。

        4、LinkedList是基于链表实现的,因此不存在容量不足的问题。所以这里没有扩容的方法。

        5、注意源代码中的Entry<E> entry(int index)方法。

    该方法返回双向链表中指定位置处的节点,而链表中是没有下标索引的,要指定位置出的元素,就要遍历该链表,从源代码的实现中,我们看到这里有一个加速动作

    源代码中先将index与长度size的一半比較,假设index<size/2,就仅仅从位置0往后遍历到位置index处。而假设index>size/2,就仅仅从位置size往前遍历到位置index处。这样能够降低一部分不必要的遍历,从而提高一定的效率(实际上效率还是非常低)。

        6、注意链表类相应的数据结构Entry。

    例如以下;

    1. // 双向链表的节点所相应的数据结构。    
    2. // 包括3部分:上一节点,下一节点,当前节点值。

          

    3. private static class Entry<E> {    
    4.     // 当前节点所包括的值    
    5.     E element;    
    6.     // 下一个节点    
    7.     Entry<E> next;    
    8.     // 上一个节点    
    9.     Entry<E> previous;    
    10.   
    11.     /**   
    12.      * 链表节点的构造函数。

         

    13.      * 參数说明:   
    14.      *   element  —— 节点所包括的数据   
    15.      *   next      —— 下一个节点   
    16.      *   previous —— 上一个节点   
    17.      */   
    18.     Entry(E element, Entry<E> next, Entry<E> previous) {    
    19.         this.element = element;    
    20.         this.next = next;    
    21.         this.previous = previous;    
    22.     }    
    23. }    
        7、LinkedList是基于链表实现的,因此插入删除效率高,查找效率低(尽管有一个加速动作)
        8、要注意源代码中还实现了栈和队列的操作方法,因此也能够作为栈、队列和双端队列来使用。


    Vector源代码剖析


    Vector简单介绍

        Vector也是基于数组实现的,是一个动态数组,其容量能自己主动增长。

        Vector是JDK1.0引入了,它的非常多实现方法都加入了同步语句。因此是线程安全的(事实上也仅仅是相对安全,有些时候还是要加入同步语句来保证线程的安全),能够用于多线程环境。

        Vector没有丝线Serializable接口,因此它不支持序列化,实现了Cloneable接口,能被克隆,实现了RandomAccess接口,支持高速随机訪问。


    Vector源代码剖析

        Vector的源代码例如以下(加入了比較具体的凝视):

    1. package java.util;    
    2.    
    3. public class Vector<E>    
    4.     extends AbstractList<E>    
    5.     implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable    
    6. {    
    7.        
    8.     // 保存Vector中数据的数组    
    9.     protected Object[] elementData;    
    10.    
    11.     // 实际数据的数量    
    12.     protected int elementCount;    
    13.    
    14.     // 容量增长系数    
    15.     protected int capacityIncrement;    
    16.    
    17.     // Vector的序列版本号号    
    18.     private static final long serialVersionUID = -2767605614048989439L;    
    19.    
    20.     // Vector构造函数。

      默认容量是10。

          

    21.     public Vector() {    
    22.         this(10);    
    23.     }    
    24.    
    25.     // 指定Vector容量大小的构造函数    
    26.     public Vector(int initialCapacity) {    
    27.         this(initialCapacity, 0);    
    28.     }    
    29.    
    30.     // 指定Vector"容量大小"和"增长系数"的构造函数    
    31.     public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {    
    32.         super();    
    33.         if (initialCapacity < 0)    
    34.             throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+    
    35.                                                initialCapacity);    
    36.         // 新建一个数组,数组容量是initialCapacity    
    37.         this.elementData = new Object[initialCapacity];    
    38.         // 设置容量增长系数    
    39.         this.capacityIncrement = capacityIncrement;    
    40.     }    
    41.    
    42.     // 指定集合的Vector构造函数。    
    43.     public Vector(Collection<? extends E> c) {    
    44.         // 获取“集合(c)”的数组。并将其赋值给elementData    
    45.         elementData = c.toArray();    
    46.         // 设置数组长度    
    47.         elementCount = elementData.length;    
    48.         // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)    
    49.         if (elementData.getClass() != Object[].class)    
    50.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount, Object[].class);    
    51.     }    
    52.    
    53.     // 将数组Vector的所有元素都复制到数组anArray中    
    54.     public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {    
    55.         System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);    
    56.     }    
    57.    
    58.     // 将当前容量值设为 =实际元素个数    
    59.     public synchronized void trimToSize() {    
    60.         modCount++;    
    61.         int oldCapacity = elementData.length;    
    62.         if (elementCount < oldCapacity) {    
    63.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
    64.         }    
    65.     }    
    66.    
    67.     // 确认“Vector容量”的帮助函数    
    68.     private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {    
    69.         int oldCapacity = elementData.length;    
    70.         // 当Vector的容量不足以容纳当前的所有元素,添加容量大小。

          

    71.         // 若 容量增量系数>0(即capacityIncrement>0)。则将容量增大当capacityIncrement    
    72.         // 否则,将容量增大一倍。    
    73.         if (minCapacity > oldCapacity) {    
    74.             Object[] oldData = elementData;    
    75.             int newCapacity = (capacityIncrement > 0) ?

          

    76.                 (oldCapacity + capacityIncrement) : (oldCapacity * 2);    
    77.             if (newCapacity < minCapacity) {    
    78.                 newCapacity = minCapacity;    
    79.             }    
    80.             elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    
    81.         }    
    82.     }    
    83.    
    84.     // 确定Vector的容量。    
    85.     public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {    
    86.         // 将Vector的改变统计数+1    
    87.         modCount++;    
    88.         ensureCapacityHelper(minCapacity);    
    89.     }    
    90.    
    91.     // 设置容量值为 newSize    
    92.     public synchronized void setSize(int newSize) {    
    93.         modCount++;    
    94.         if (newSize > elementCount) {    
    95.             // 若 "newSize 大于 Vector容量",则调整Vector的大小。    
    96.             ensureCapacityHelper(newSize);    
    97.         } else {    
    98.             // 若 "newSize 小于/等于 Vector容量"。则将newSize位置開始的元素都设置为null    
    99.             for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {    
    100.                 elementData[i] = null;    
    101.             }    
    102.         }    
    103.         elementCount = newSize;    
    104.     }    
    105.    
    106.     // 返回“Vector的总的容量”    
    107.     public synchronized int capacity() {    
    108.         return elementData.length;    
    109.     }    
    110.    
    111.     // 返回“Vector的实际大小”,即Vector中元素个数    
    112.     public synchronized int size() {    
    113.         return elementCount;    
    114.     }    
    115.    
    116.     // 推断Vector是否为空    
    117.     public synchronized boolean isEmpty() {    
    118.         return elementCount == 0;    
    119.     }    
    120.    
    121.     // 返回“Vector中所有元素相应的Enumeration”    
    122.     public Enumeration<E> elements() {    
    123.         // 通过匿名类实现Enumeration    
    124.         return new Enumeration<E>() {    
    125.             int count = 0;    
    126.    
    127.             // 是否存在下一个元素    
    128.             public boolean hasMoreElements() {    
    129.                 return count < elementCount;    
    130.             }    
    131.    
    132.             // 获取下一个元素    
    133.             public E nextElement() {    
    134.                 synchronized (Vector.this) {    
    135.                     if (count < elementCount) {    
    136.                         return (E)elementData[count++];    
    137.                     }    
    138.                 }    
    139.                 throw new NoSuchElementException("Vector Enumeration");    
    140.             }    
    141.         };    
    142.     }    
    143.    
    144.     // 返回Vector中是否包括对象(o)    
    145.     public boolean contains(Object o) {    
    146.         return indexOf(o, 0) >= 0;    
    147.     }    
    148.    
    149.    
    150.     // 从index位置開始向后查找元素(o)。

          

    151.     // 若找到,则返回元素的索引值;否则。返回-1    
    152.     public synchronized int indexOf(Object o, int index) {    
    153.         if (o == null) {    
    154.             // 若查找元素为null,则正向找出null元素,并返回它相应的序号    
    155.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
    156.             if (elementData[i]==null)    
    157.                 return i;    
    158.         } else {    
    159.             // 若查找元素不为null。则正向找出该元素,并返回它相应的序号    
    160.             for (int i = index ; i < elementCount ; i++)    
    161.             if (o.equals(elementData[i]))    
    162.                 return i;    
    163.         }    
    164.         return -1;    
    165.     }    
    166.    
    167.     // 查找并返回元素(o)在Vector中的索引值    
    168.     public int indexOf(Object o) {    
    169.         return indexOf(o, 0);    
    170.     }    
    171.    
    172.     // 从后向前查找元素(o)。

      并返回元素的索引    

    173.     public synchronized int lastIndexOf(Object o) {    
    174.         return lastIndexOf(o, elementCount-1);    
    175.     }    
    176.    
    177.     // 从后向前查找元素(o)。開始位置是从前向后的第index个数;    
    178.     // 若找到,则返回元素的“索引值”。否则。返回-1。    
    179.     public synchronized int lastIndexOf(Object o, int index) {    
    180.         if (index >= elementCount)    
    181.             throw new IndexOutOfBoundsException(index + " >= "+ elementCount);    
    182.    
    183.         if (o == null) {    
    184.             // 若查找元素为null,则反向找出null元素,并返回它相应的序号    
    185.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
    186.             if (elementData[i]==null)    
    187.                 return i;    
    188.         } else {    
    189.             // 若查找元素不为null。则反向找出该元素,并返回它相应的序号    
    190.             for (int i = index; i >= 0; i--)    
    191.             if (o.equals(elementData[i]))    
    192.                 return i;    
    193.         }    
    194.         return -1;    
    195.     }    
    196.    
    197.     // 返回Vector中index位置的元素。    
    198.     // 若index月结,则抛出异常    
    199.     public synchronized E elementAt(int index) {    
    200.         if (index >= elementCount) {    
    201.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " + elementCount);    
    202.         }    
    203.    
    204.         return (E)elementData[index];    
    205.     }    
    206.    
    207.     // 获取Vector中的第一个元素。

          

    208.     // 若失败。则抛出异常!    
    209.     public synchronized E firstElement() {    
    210.         if (elementCount == 0) {    
    211.             throw new NoSuchElementException();    
    212.         }    
    213.         return (E)elementData[0];    
    214.     }    
    215.    
    216.     // 获取Vector中的最后一个元素。    
    217.     // 若失败,则抛出异常!

          

    218.     public synchronized E lastElement() {    
    219.         if (elementCount == 0) {    
    220.             throw new NoSuchElementException();    
    221.         }    
    222.         return (E)elementData[elementCount - 1];    
    223.     }    
    224.    
    225.     // 设置index位置的元素值为obj    
    226.     public synchronized void setElementAt(E obj, int index) {    
    227.         if (index >= elementCount) {    
    228.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
    229.                                  elementCount);    
    230.         }    
    231.         elementData[index] = obj;    
    232.     }    
    233.    
    234.     // 删除index位置的元素    
    235.     public synchronized void removeElementAt(int index) {    
    236.         modCount++;    
    237.         if (index >= elementCount) {    
    238.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +    
    239.                                  elementCount);    
    240.         } else if (index < 0) {    
    241.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
    242.         }    
    243.    
    244.         int j = elementCount - index - 1;    
    245.         if (j > 0) {    
    246.             System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);    
    247.         }    
    248.         elementCount--;    
    249.         elementData[elementCount] = null/* to let gc do its work */   
    250.     }    
    251.    
    252.     // 在index位置处插入元素(obj)    
    253.     public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {    
    254.         modCount++;    
    255.         if (index > elementCount) {    
    256.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index    
    257.                                  + " > " + elementCount);    
    258.         }    
    259.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
    260.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);    
    261.         elementData[index] = obj;    
    262.         elementCount++;    
    263.     }    
    264.    
    265.     // 将“元素obj”加入到Vector末尾    
    266.     public synchronized void addElement(E obj) {    
    267.         modCount++;    
    268.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
    269.         elementData[elementCount++] = obj;    
    270.     }    
    271.    
    272.     // 在Vector中查找并删除元素obj。

          

    273.     // 成功的话,返回true。否则,返回false。

          

    274.     public synchronized boolean removeElement(Object obj) {    
    275.         modCount++;    
    276.         int i = indexOf(obj);    
    277.         if (i >= 0) {    
    278.             removeElementAt(i);    
    279.             return true;    
    280.         }    
    281.         return false;    
    282.     }    
    283.    
    284.     // 删除Vector中的所有元素    
    285.     public synchronized void removeAllElements() {    
    286.         modCount++;    
    287.         // 将Vector中的所有元素设为null    
    288.         for (int i = 0; i < elementCount; i++)    
    289.             elementData[i] = null;    
    290.    
    291.         elementCount = 0;    
    292.     }    
    293.    
    294.     // 克隆函数    
    295.     public synchronized Object clone() {    
    296.         try {    
    297.             Vector<E> v = (Vector<E>) super.clone();    
    298.             // 将当前Vector的所有元素复制到v中    
    299.             v.elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
    300.             v.modCount = 0;    
    301.             return v;    
    302.         } catch (CloneNotSupportedException e) {    
    303.             // this shouldn't happen, since we are Cloneable    
    304.             throw new InternalError();    
    305.         }    
    306.     }    
    307.    
    308.     // 返回Object数组    
    309.     public synchronized Object[] toArray() {    
    310.         return Arrays.copyOf(elementData, elementCount);    
    311.     }    
    312.    
    313.     // 返回Vector的模板数组。所谓模板数组,即能够将T设为随意的数据类型    
    314.     public synchronized <T> T[] toArray(T[] a) {    
    315.         // 若数组a的大小 < Vector的元素个数;    
    316.         // 则新建一个T[]数组,数组大小是“Vector的元素个数”,并将“Vector”所有复制到新数组中    
    317.         if (a.length < elementCount)    
    318.             return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, elementCount, a.getClass());    
    319.    
    320.         // 若数组a的大小 >= Vector的元素个数。    
    321.         // 则将Vector的所有元素都复制到数组a中。

          

    322.     System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, elementCount);    
    323.    
    324.         if (a.length > elementCount)    
    325.             a[elementCount] = null;    
    326.    
    327.         return a;    
    328.     }    
    329.    
    330.     // 获取index位置的元素    
    331.     public synchronized E get(int index) {    
    332.         if (index >= elementCount)    
    333.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
    334.    
    335.         return (E)elementData[index];    
    336.     }    
    337.    
    338.     // 设置index位置的值为element。并返回index位置的原始值    
    339.     public synchronized E set(int index, E element) {    
    340.         if (index >= elementCount)    
    341.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
    342.    
    343.         Object oldValue = elementData[index];    
    344.         elementData[index] = element;    
    345.         return (E)oldValue;    
    346.     }    
    347.    
    348.     // 将“元素e”加入到Vector最后。    
    349.     public synchronized boolean add(E e) {    
    350.         modCount++;    
    351.         ensureCapacityHelper(elementCount + 1);    
    352.         elementData[elementCount++] = e;    
    353.         return true;    
    354.     }    
    355.    
    356.     // 删除Vector中的元素o    
    357.     public boolean remove(Object o) {    
    358.         return removeElement(o);    
    359.     }    
    360.    
    361.     // 在index位置加入元素element    
    362.     public void add(int index, E element) {    
    363.         insertElementAt(element, index);    
    364.     }    
    365.    
    366.     // 删除index位置的元素,并返回index位置的原始值    
    367.     public synchronized E remove(int index) {    
    368.         modCount++;    
    369.         if (index >= elementCount)    
    370.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
    371.         Object oldValue = elementData[index];    
    372.    
    373.         int numMoved = elementCount - index - 1;    
    374.         if (numMoved > 0)    
    375.             System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,    
    376.                      numMoved);    
    377.         elementData[--elementCount] = null// Let gc do its work    
    378.    
    379.         return (E)oldValue;    
    380.     }    
    381.    
    382.     // 清空Vector    
    383.     public void clear() {    
    384.         removeAllElements();    
    385.     }    
    386.    
    387.     // 返回Vector是否包括集合c    
    388.     public synchronized boolean containsAll(Collection<?> c) {    
    389.         return super.containsAll(c);    
    390.     }    
    391.    
    392.     // 将集合c加入到Vector中    
    393.     public synchronized boolean addAll(Collection<?

       extends E> c) {    

    394.         modCount++;    
    395.         Object[] a = c.toArray();    
    396.         int numNew = a.length;    
    397.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
    398.         // 将集合c的所有元素复制到数组elementData中    
    399.         System.arraycopy(a, 0, elementData, elementCount, numNew);    
    400.         elementCount += numNew;    
    401.         return numNew != 0;    
    402.     }    
    403.    
    404.     // 删除集合c的所有元素    
    405.     public synchronized boolean removeAll(Collection<?

      > c) {    

    406.         return super.removeAll(c);    
    407.     }    
    408.    
    409.     // 删除“非集合c中的元素”    
    410.     public synchronized boolean retainAll(Collection<?> c)  {    
    411.         return super.retainAll(c);    
    412.     }    
    413.    
    414.     // 从index位置開始,将集合c加入到Vector中    
    415.     public synchronized boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {    
    416.         modCount++;    
    417.         if (index < 0 || index > elementCount)    
    418.             throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);    
    419.    
    420.         Object[] a = c.toArray();    
    421.         int numNew = a.length;    
    422.         ensureCapacityHelper(elementCount + numNew);    
    423.    
    424.         int numMoved = elementCount - index;    
    425.         if (numMoved > 0)    
    426.         System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + numNew, numMoved);    
    427.    
    428.         System.arraycopy(a, 0, elementData, index, numNew);    
    429.         elementCount += numNew;    
    430.         return numNew != 0;    
    431.     }    
    432.    
    433.     // 返回两个对象是否相等    
    434.     public synchronized boolean equals(Object o) {    
    435.         return super.equals(o);    
    436.     }    
    437.    
    438.     // 计算哈希值    
    439.     public synchronized int hashCode() {    
    440.         return super.hashCode();    
    441.     }    
    442.    
    443.     // 调用父类的toString()    
    444.     public synchronized String toString() {    
    445.         return super.toString();    
    446.     }    
    447.    
    448.     // 获取Vector中fromIndex(包括)到toIndex(不包括)的子集    
    449.     public synchronized List<E> subList(int fromIndex, int toIndex) {    
    450.         return Collections.synchronizedList(super.subList(fromIndex, toIndex), this);    
    451.     }    
    452.    
    453.     // 删除Vector中fromIndex到toIndex的元素    
    454.     protected synchronized void removeRange(int fromIndex, int toIndex) {    
    455.         modCount++;    
    456.         int numMoved = elementCount - toIndex;    
    457.         System.arraycopy(elementData, toIndex, elementData, fromIndex,    
    458.                          numMoved);    
    459.    
    460.         // Let gc do its work    
    461.         int newElementCount = elementCount - (toIndex-fromIndex);    
    462.         while (elementCount != newElementCount)    
    463.             elementData[--elementCount] = null;    
    464.     }    
    465.    
    466.     // java.io.Serializable的写入函数    
    467.     private synchronized void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)    
    468.         throws java.io.IOException {    
    469.         s.defaultWriteObject();    
    470.     }    
    471. }   


    几点总结

     Vector的源代码实现总体与ArrayList相似。关于Vector的源代码,给出例如以下几点总结:

        1、Vector有四个不同的构造方法。无參构造方法的容量为默认值10,仅包括容量的构造方法则将容量增长量(从源代码中能够看出容量增长量的作用,第二点也会对容量增长量具体说)明置为0。

        2、注意扩充容量的方法ensureCapacityHelper。与ArrayList相同,Vector在每次添加元素(可能是1个,也可能是一组)时,都要调用该方法来确保足够的容量。当容量不足以容纳当前的元素个数时。就先看构造方法中传入的容量增长量參数CapacityIncrement是否为0。假设不为0,就设置新的容量为就容量加上容量增长量。假设为0,就设置新的容量为旧的容量的2倍,假设设置后的新容量还不够,则直接新容量设置为传入的參数(也就是所需的容量),而后相同用Arrays.copyof()方法将元素复制到新的数组。

        3、非常多方法都加入了synchronized同步语句,来保证线程安全。

        4、相同在查找给定元素索引值等的方法中。源代码都将该元素的值分为null和不为null两种情况处理,Vector中也同意元素为null。

        5、其它非常多地方都与ArrayList实现大同小异,Vector如今已经基本不再使用。


    注:本集合源代码剖析系列文章转自 http://blog.csdn.net/ns_code 感谢博主!


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