Java Vector
介绍
Vector 是 Java 集合框架中的一个类，它实现了动态数组的功能。与 ArrayList 类似，Vector 也可以存储任意类型的对象，并且能够根据需要动态调整大小。然而，Vector 是一个线程安全的类，这意味着在多线程环境中，Vector 可以保证数据的一致性。
Vector 是 Java 早期版本中的集合类，虽然现在更推荐使用 ArrayList，但在某些需要线程安全的场景中，Vector 仍然是一个不错的选择。
Vector 的基本用法
创建 Vector
要创建一个 Vector，可以使用以下代码：
import java.util.Vector;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建一个空的 Vector
Vector<String> vector = new Vector<>();
// 添加元素
vector.add("Java");
vector.add("Python");
vector.add("C++");
// 输出 Vector 的内容
System.out.println(vector);
}
}
输出：
[Java, Python, C++]
添加和删除元素
Vector 提供了多种方法来添加和删除元素。以下是一些常用的方法：
import java.util.Vector;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Java");
vector.add("Python");
// 在指定位置插入元素
vector.add(1, "C++");
// 删除指定位置的元素
vector.remove(2);
// 输出 Vector 的内容
System.out.println(vector);
}
}
输出：
[Java, C++]
访问元素
你可以通过索引访问 Vector 中的元素：
import java.util.Vector;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Java");
vector.add("Python");
vector.add("C++");
// 获取第一个元素
String firstElement = vector.get(0);
System.out.println("第一个元素: " + firstElement);
// 获取最后一个元素
String lastElement = vector.get(vector.size() - 1);
System.out.println("最后一个元素: " + lastElement);
}
}
输出：
第一个元素: Java
最后一个元素: C++
遍历 Vector
你可以使用 for 循环或 Iterator 来遍历 Vector 中的元素：
import java.util.Vector;
import java.util.Iterator;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Vector<String> vector = new Vector<>();
vector.add("Java");
vector.add("Python");
vector.add("C++");
// 使用 for 循环遍历
for (String language : vector) {
System.out.println(language);
}
// 使用 Iterator 遍历
Iterator<String> iterator = vector.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
System.out.println(iterator.next());
}
}
}
输出：
Java
Python
C++
Java
Python
C++
Vector 的特性
线程安全
Vector 是线程安全的，这意味着多个线程可以同时操作 Vector 而不会导致数据不一致。这是通过在每个方法上使用 synchronized 关键字来实现的。
虽然 Vector 是线程安全的，但在单线程环境中，它的性能可能不如 ArrayList，因为 synchronized 关键字会带来额外的开销。
动态扩容
Vector 的容量会根据需要自动增长。默认情况下，Vector 的初始容量为 10，当元素数量超过当前容量时，Vector 会自动将容量增加一倍。
import java.util.Vector;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Vector<Integer> vector = new Vector<>(5); // 初始容量为 5
for (int i = 0; i < 10; i++) {
vector.add(i);
System.out.println("Size: " + vector.size() + ", Capacity: " + vector.capacity());
}
}
}
输出：
Size: 1, Capacity: 5
Size: 2, Capacity: 5
Size: 3, Capacity: 5
Size: 4, Capacity: 5
Size: 5, Capacity: 5
Size: 6, Capacity: 10
Size: 7, Capacity: 10
Size: 8, Capacity: 10
Size: 9, Capacity: 10
Size: 10, Capacity: 10
实际应用场景
Vector 在多线程环境中非常有用，尤其是在需要保证数据一致性的情况下。例如，在一个多线程的服务器应用程序中，Vector 可以用来存储客户端连接的状态信息。
import java.util.Vector;
public class Server {
private Vector<String> clientStates = new Vector<>();
public void addClientState(String state) {
clientStates.add(state);
}
public void printClientStates() {
for (String state : clientStates) {
System.out.println(state);
}
}
public static void main(String[] args) {
Server server = new Server();
// 模拟多个线程添加客户端状态
Thread thread1 = new Thread(() -> server.addClientState("Connected"));
Thread thread2 = new Thread(() -> server.addClientState("Disconnected"));
thread1.start();
thread2.start();
try {
thread1.join();
thread2.join();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 输出客户端状态
server.printClientStates();
}
}
输出：
Connected
Disconnected
总结
Vector 是 Java 集合框架中的一个重要类，它提供了动态数组的功能，并且是线程安全的。虽然在现代 Java 开发中，ArrayList 更为常用，但在需要线程安全的场景中，Vector 仍然是一个不错的选择。
如果你不需要线程安全的集合，建议使用 ArrayList，因为它的性能更好。
附加资源
练习
- 创建一个
Vector，并添加 10 个整数。然后遍历并打印这些整数。 - 编写一个多线程程序，使用
Vector存储线程的状态，并确保线程安全。 - 比较
Vector和ArrayList的性能差异，并解释为什么在单线程环境中ArrayList更受欢迎。