ArrayList、LinkedList和Vector源码分析

ArrayList、LinkedList和Vector源码分析

ArrayList

ArrayList是一个底层使用数组来存储对象，但不是线程安全的集合类

ArrayList的类结构关系

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
        {
        
        }

ArrayList实现了List接口，List接口中定义了一些对列表通过下标进行添加删除等方法

ArrayList实现了RandomAccess接口，这个接口是一个标记接口，接口中并没有任何的方法，ArrayList底层是用数组来存储对象，当然是能够通过下标随机访问的，实现了RandomAccess接口的类在查询时的速度会很快但是添加删除元素慢，而LinkedList是通过链表的方式实现的，它没有实现RandomAccess接口，在查询时慢但是增加删除的速度快

所以在使用集合遍历大量数据时，可以先用instanceof来判断集合是不是实现了RandomAccess

public void test1() {
		List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		if(list instanceof RandomAccess) {//RandomAccess实现类，使用下标访问
			for(int i=0;i<list.size();i++) {
				//todo
			}
		}else {//不是RandomAccess实现类，使用iterator遍历
			Iterator<Integer> iterator = list.iterator();
			while(iterator.hasNext()) {
				//todo
			}
		}
	}

ArrayList实现了Cloneable接口,所以可以合法调用clone方法，如果没有实现Cloneable接口，那么会抛出CloneNotSupporteddException，详见

ArrayList实现了Serializable接口，可以将对象序列化，用于传输或持久化，详见

属性

//序列化Id
private static final long serialVersionUID = 8683452581122892189L;

//默认初始化大小
private static final int DEFAULT_CAPACITY = 10;

//空数组对象，用于有参构造且初始化大小为0时
private static final Object[] EMPTY_ELEMENTDATA = {};

//空数组对象，用于无参构造时，这两个属性主要用来区分创建ArrayList时有没有指定容量
private static final Object[] DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA = {};

//保存对象的容器，使用transient修饰即在序列化时，不进行序列化，这是因为ArrayList添加了序列化方法private void writeObject(java.io.ObjectOutputStream s)只把保存的数据序列化了，而不是把整个数组序列化，提高效率
transient Object[] elementData;

//保存的对象个数
private int size;

//最大容量2的31次方减9
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

构造器

ArrayList提供了三个构造器，一个是指定初始化大小的构造器，一个人无参默认初始化大小构造器，一个是使用集合初始化的构造器

public ArrayList(int initialCapacity) {
  if (initialCapacity > 0) {
    //数组的大小为指定大小
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
  } else if (initialCapacity == 0) {
    //大小为0用一个共享的空数组赋值
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  } else {
    throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                       initialCapacity);
  }
}

public ArrayList() {
  //用共享的空数组赋值，不使用EMPTY_ELEMENTDATA主要是区分是使用的哪个构造器
  this.elementData = DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA;
}

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
  elementData = c.toArray();
  if ((size = elementData.length) != 0) {
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
      elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
  } else {
    // 集合为空，使用空数组
    this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
  }
}

添加元素

在数组尾添加元素

public boolean add(E e) {
  ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
  elementData[size++] = e;
  return true;
}

private void ensureCapacityInternal(int minCapacity) {
  ensureExplicitCapacity(calculateCapacity(elementData, minCapacity));
}
//计算容量
private static int calculateCapacity(Object[] elementData, int minCapacity) {
  if (elementData == DEFAULTCAPACITY_EMPTY_ELEMENTDATA) {//通过无参构造器创建
    return Math.max(DEFAULT_CAPACITY, minCapacity);
  }
  return minCapacity;
}

private void ensureExplicitCapacity(int minCapacity) {
  modCount++;

  // 如果最小需要的容量>数组大小
  if (minCapacity - elementData.length > 0)
    //进行扩容
    grow(minCapacity);
}

private void grow(int minCapacity) {
  
  int oldCapacity = elementData.length;
  //新容量=老容量+老容量>>1;老容量>>1即老容量无符号右移1位，即除以2，所以最后新容量是老容量的1.5倍
  int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);
  if (newCapacity - minCapacity < 0)//新容量比最小容量小那么把最小容量赋值给新容量
    newCapacity = minCapacity;
  if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)//如果minCapacity很大，计算得出newCapacity超出最大容量
    newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);
  // 复制未扩容之前的数据
  elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
}

private static int hugeCapacity(int minCapacity) {
  if (minCapacity < 0) // overflow
    throw new OutOfMemoryError();
  //如果最小容量还超出ArrayList规定的最大值那么数组大小为Integer.MAX_VALUE否则为ArrayList规定的最大值
  return (minCapacity > MAX_ARRAY_SIZE) ?
    Integer.MAX_VALUE :
  MAX_ARRAY_SIZE;
}

在指定位置添加元素

public void add(int index, E element) {
  //检查添加元素的下标
  rangeCheckForAdd(index);
	//检查容量，进行扩容
  ensureCapacityInternal(size + 1);  // Increments modCount!!
  
  // public static native void arraycopy(src, srcPos,dest, destPos,length);
  //src：源数组；srcPos：源数组起始下标；dest：目标数组；destPos：目标数组起始下标；length：拷贝长度
  System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1,
                   size - index);
  elementData[index] = element;
  size++;
}

private void rangeCheckForAdd(int index) {
  //元素的下标必须为0-size
  if (index > size || index < 0)
    throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

移除元素

按照下标移除元素

public E remove(int index) {
  //检查下标
  rangeCheck(index);

  modCount++;
  //按照下标获取元素
  E oldValue = elementData(index);
  //计算需要移动的数据个数
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
  //清理数组elementData[size]位置的元素
  elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work

  return oldValue;
}

private void rangeCheck(int index) {
  //下标必须在0到size-1之间
  if (index >= size)
    throw new IndexOutOfBoundsException(outOfBoundsMsg(index));
}

E elementData(int index) {
  return (E) elementData[index];
}

按值移除元素

public boolean remove(Object o) {
  if (o == null) {//如果移除的元素为null,依次遍历保存的元素，移除第一个为null的元素
    for (int index = 0; index < size; index++)
      if (elementData[index] == null) {
        //移除
        fastRemove(index);
        return true;
      }
  } else {
    for (int index = 0; index < size; index++)
      //使用equals判断是否相等
      if (o.equals(elementData[index])) {
        fastRemove(index);
        return true;
      }
  }
  return false;
}

private void fastRemove(int index) {
  modCount++;
  //计算移除后需要移动的元素个数
  int numMoved = size - index - 1;
  if (numMoved > 0)
    System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                     numMoved);
  //清理数组elementData[size]位置的元素
  elementData[--size] = null; // clear to let GC do its work
}

modCount

ArrayList在进行add、set、remove时，都进行了modCount+1操作，这个属性与fast fail有关，当对象创建Iterator对象时会把modCount赋值给expectedModCount，当使用Iterator进行遍历时，如果发现对象的modCount与expectedModCount不相等，会直接抛出ConcurrentModificationException异常

public Iterator<E> iterator() {
        return new Itr();
    }

private class Itr implements Iterator<E> {
  int cursor;       // index of next element to return
  int lastRet = -1; // index of last element returned; -1 if no such
  int expectedModCount = modCount;
  ...
    public E next() {
    checkForComodification();
    ...
  }

  final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)//直接抛出异常
      throw new ConcurrentModificationException();
  }

出现情况：当Iterator遍历时，如果对象的modCount和expectedModCount不等就会抛出异常，主要有这些情况

• 使用iterator遍历时，进行了add、remove等破坏结构的操作
• 多线程环境下，一个线程在遍历时，另一个线程进行了add、remove等破坏结构的操作

通过源码学习，我发现set方法并没有增加modCount,为什么呢？难道一个线程在使用iterator遍历，另外一个线程改变了一个位置的元素，Iterator不用抛出异常？有知道的请赐教！

LinkedList

LinkedList类结构

public class LinkedList<E>
    extends AbstractSequentialList<E>
    implements List<E>, Deque<E>, Cloneable, java.io.Serializable

LinkedList继承AbstractSequentialList可以实现通过Iterator的随机访问

LinkedList实现List接口可以进行添加删除等操作

LinkedList实现了DeQue,允许在队列的两端进行入队和出队，所以可以把LinkedList当做队列或栈使用

LinkedList实现了Cloneable，可以通过clone快速克隆对象

LinkedList实现了Serializable接口，可以将LinkedList序列化，进行流操作

构造器

public LinkedList() {
    }

//使用集合初始化链表
public LinkedList(Collection<? extends E> c) {
        this();
        addAll(c);
    }

属性

//链表的大小，transient表明在序列化的时候不进行序列化，但是LinkedList自定义的序列化方法中进行了序列化
transient int size = 0;

//链表的头节点
transient Node<E> first;

//链表的尾节点
transient Node<E> last;

节点

private static class Node<E> {
  E item;
  //前驱
  Node<E> next;
  //后继
  Node<E> prev;

  Node(Node<E> prev, E element, Node<E> next) {
    this.item = element;
    this.next = next;
    this.prev = prev;
  }
}

可以看到LinkedList是一个双向链表

方法

Deque是一个双端链表，即链表可有当做栈和队列使用

getFirst方法,相当于Queue中的element方法,如果队空，就抛出异常

public E getFirst() {
  final Node<E> f = first;
  if (f == null)
    throw new NoSuchElementException();
  return f.item;
}

getLast方法

public E getLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return l.item;
    }

removeFirst方法，相当于Queue的remove方法，删除队头元素，如果队空，抛出异常

public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

private E unlinkFirst(Node<E> f) {
  // assert f == first && f != null;
  final E element = f.item;
  final Node<E> next = f.next;
  f.item = null;
  f.next = null; // help GC
  first = next;
  if (next == null)
    //如果原头节点的后继为空，那么把尾指针也更新为空
    last = null;
  else
    //原头节点的后继为不空，那么需要把它的前驱更新为空
    next.prev = null;
  //更新链表大小
  size--;
  modCount++;
  return element;
}

removeLast方法，如果队空，抛出异常

public E removeLast() {
        final Node<E> l = last;
        if (l == null)
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkLast(l);
    }

private E unlinkLast(Node<E> l) {
        // assert l == last && l != null;
        final E element = l.item;
        final Node<E> prev = l.prev;
        l.item = null;
        l.prev = null; // help GC
        last = prev;
        if (prev == null)
          //如果原尾指针的前驱为空，那么头指针指向也为空
            first = null;
        else
          //原尾指针的前驱不为空，那么它的后继应该改为空
            prev.next = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

addFirst方法，相当于Statck中的push方法

public void addFirst(E e) {
  linkFirst(e);
}

private void linkFirst(E e) {
  final Node<E> f = first;
  //创建一个前驱为空，后驱为first的新节点
  final Node<E> newNode = new Node<>(null, e, f);
  first = newNode;
  if (f == null)
    //如果原头指针为空，那么把尾指针也赋值为新加节点
    last = newNode;
  else
    //原头指正不空，把它的前驱更新为新节点
    f.prev = newNode;
  size++;
  modCount++;
}

addLast方法,相当于Queue中的add方法

public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }

void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
          //如果原为指针指向就为空，那么头指针也指向新节点
            first = newNode;
        else
          //原为指针指向就不为空，那么它的后继更新为新加节点
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

add方法是重写AbstractList中的方法，即往List中添加元素

public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
 }
void linkLast(E e) {
        final Node<E> l = last;
        final Node<E> newNode = new Node<>(l, e, null);
        last = newNode;
        if (l == null)
            first = newNode;
        else
            l.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

remove方法移除链表中指定元素

public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {
          //如果要移除的对象为null,那么取链表中找第一个null元素并移除
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {
                if (o.equals(x.item)) {//使用equals比较两个对象是否相同
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

addAll方法向链表中添加指定集合的元素

public boolean addAll(Collection<? extends E> c) {
        return addAll(size, c);
    }

 public boolean addAll(int index, Collection<? extends E> c) {
        checkPositionIndex(index);

        Object[] a = c.toArray();
        int numNew = a.length;
   //如果集合大小为0
        if (numNew == 0)
            return false;
//什么一个前驱节点和一个后继节点
        Node<E> pred, succ;
        if (index == size) {
          //如果添加的位置恰好是size即在链表最后添加,那么后继为null，前驱为链表尾指针
            succ = null;
            pred = last;
        } else {
            succ = node(index);
            pred = succ.prev;
        }

        for (Object o : a) {
            @SuppressWarnings("unchecked") E e = (E) o;
            Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, null);
            if (pred == null)//如果没有前驱节点
              //把链表头指针指向新节点
                first = newNode;
            else
                pred.next = newNode;
          //前驱节点赋值为当前新节点
            pred = newNode;
        }

        if (succ == null) {//如果没有后继节点
          //把尾指针指向'前驱节点'
            last = pred;
        } else {
            pred.next = succ;
            succ.prev = pred;
        }

        size += numNew;
        modCount++;
        return true;
    }

clear方法清空链表，但是modCount并不会清空

public void clear() {
        for (Node<E> x = first; x != null; ) {
            Node<E> next = x.next;
          //help GC？
            x.item = null;
            x.next = null;
            x.prev = null;
            x = next;
        }
        first = last = null;
        size = 0;
        modCount++;
    }

get方法获取指定下标元素，非法下标抛出异常

public E get(int index) {
  checkElementIndex(index);
  return node(index).item;
}
Node<E> node(int index) {
  // assert isElementIndex(index);
  //通过一个二分遍历拿元素
  if (index < (size >> 1)) {
    Node<E> x = first;
    for (int i = 0; i < index; i++)
      x = x.next;
    return x;
  } else {
    Node<E> x = last;
    for (int i = size - 1; i > index; i--)
      x = x.prev;
    return x;
  }
}

set方法设置指定下标元素值，非法下标抛出异常，set方法modCount不++？why？

public E set(int index, E element) {
  checkElementIndex(index);
  //获取元素
  Node<E> x = node(index);
  E oldVal = x.item;
  //替换
  x.item = element;
  return oldVal;
}

add方法，指定下标添加元素，非法下标抛出异常

public void add(int index, E element) {
        checkPositionIndex(index);

        if (index == size)//链表尾添加元素
            linkLast(element);
        else
          //链表中间位置添加元素
            linkBefore(element, node(index));
    }
void linkBefore(E e, Node<E> succ) {
        // assert succ != null;
        final Node<E> pred = succ.prev;
        final Node<E> newNode = new Node<>(pred, e, succ);
        succ.prev = newNode;
        if (pred == null)//添加元素位置前驱为null，即添加位置本来就是头指针位置
            first = newNode;
        else
          //更新前驱的next为当前添加节点
            pred.next = newNode;
        size++;
        modCount++;
    }

remove方法，移除指定下标元素，非法下标抛出异常

public E remove(int index) {
        checkElementIndex(index);
        return unlink(node(index));
    }

E unlink(Node<E> x) {
        // assert x != null;
        final E element = x.item;
        final Node<E> next = x.next;
        final Node<E> prev = x.prev;

        if (prev == null) {//如果移除节点的前驱为null，即移除节点为头指针指向位置
            first = next;
        } else {
            prev.next = next;
          //help GC？
            x.prev = null;
        }

        if (next == null) {//如果移除节点的后继节点为null，即移除节点是尾指针指向位置
            last = prev;
        } else {
            next.prev = prev;
          //help GC？
            x.next = null;
        }
		//help GC？
        x.item = null;
        size--;
        modCount++;
        return element;
    }

peek方法，获取链表头节点，可为Queue/Stack方法，Queue方法即获取队手元素，Stack方法即获取栈顶元素

public E peek() {
  final Node<E> f = first;
  return (f == null) ? null : f.item;
}

element方法，获取链表头节点，与peek方法不同的是，如果队列为空，抛出异常

public E element() {
  return getFirst();
}

public E getFirst() {
  final Node<E> f = first;
  if (f == null)
    //链表空抛出异常
    throw new NoSuchElementException();
  return f.item;
}

poll方法移除链表头节点，链表空返回null

public E poll() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

remove方法移除链表头节点，链表空抛出异常

public E remove() {
  return removeFirst();
}
public E removeFirst() {
  final Node<E> f = first;
  if (f == null)
    //链表空抛出异常
    throw new NoSuchElementException();
  return unlinkFirst(f);
}

offer方法，在链表尾添加元素

public boolean offer(E e) {
        return add(e);
    }
public boolean add(E e) {
        linkLast(e);
        return true;
    }

offerFirst方法，在链表头添加节点，对应栈的入栈操作

public boolean offerFirst(E e) {
        addFirst(e);
        return true;
    }
public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

offerLast方法，在链表尾添加元素，本质上和offer方法没有区别

public boolean offerLast(E e) {
        addLast(e);
        return true;
    }
public void addLast(E e) {
        linkLast(e);
    }

peekFirst方法，查看链表头节点，相当于Queue和Stack的peek方法，链表空返回null

public E peekFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : f.item;
     }

peekLast方法，查看链表尾节点，链表空返回null

public E peekLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : l.item;
    }

pollFirst方法，查看并删除链表头节点，链表空返回null

public E pollFirst() {
        final Node<E> f = first;
        return (f == null) ? null : unlinkFirst(f);
    }

pollLast查看并删除链表尾节点，链表空返回null

public E pollLast() {
        final Node<E> l = last;
        return (l == null) ? null : unlinkLast(l);
    }

push方法头节点位置添加，Stack的push方法

public void push(E e) {
        addFirst(e);
    }
public void addFirst(E e) {
        linkFirst(e);
    }

pop方法删除头节点位置元素,Stack的pop方法

public E pop() {
        return removeFirst();
    }
public E removeFirst() {
        final Node<E> f = first;
        if (f == null)//链表空抛异常
            throw new NoSuchElementException();
        return unlinkFirst(f);
    }

removeFirstOccurrence方法从头结点开始查找指定元素并移除

public boolean removeFirstOccurrence(Object o) {
        return remove(o);
    }
public boolean remove(Object o) {
        if (o == null) {//要移除的元素为null
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {//从头查找，移除第一个为null元素
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = first; x != null; x = x.next) {//依次遍历
                if (o.equals(x.item)) {//使用equals判断相等
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

removeLastOccurrence方法从尾节点开始查找并移除指定元素

public boolean removeLastOccurrence(Object o) {
        if (o == null) {//如果移除元素为null
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {//从后往前遍历
                if (x.item == null) {
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        } else {
            for (Node<E> x = last; x != null; x = x.prev) {
                if (o.equals(x.item)) {//使用equals判断相等
                    unlink(x);
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }

listIterator方法返回链表迭代器

public ListIterator<E> listIterator(int index) {
        checkPositionIndex(index);
        return new ListItr(index);
    }
//由于LinkedList是双向链表，所以可以双向遍历
private class ListItr implements ListIterator<E> {
        private Node<E> lastReturned;
        private Node<E> next;
        private int nextIndex;
  		//expectedModCount保存拿到迭代器时，LinkedList的modCount值，与快速失败有关
        private int expectedModCount = modCount;
  
  public boolean hasNext() {
            return nextIndex < size;
        }

        public E next() {
            checkForComodification();
            if (!hasNext())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next;
            next = next.next;
            nextIndex++;
            return lastReturned.item;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return nextIndex > 0;
        }

        public E previous() {
            checkForComodification();
            if (!hasPrevious())
                throw new NoSuchElementException();

            lastReturned = next = (next == null) ? last : next.prev;
            nextIndex--;
            return lastReturned.item;
        }
  
  final void checkForComodification() {
            if (modCount != expectedModCount)//如果链表的modCount和拿到迭代器时modCount不同，说明在迭代过程中，链表进行了破坏结构的修改，那么应该直接抛出异常
                throw new ConcurrentModificationException();
        }
}

Vector

类结构

可以看到，Vector的类结构和ArrayList的一模一样

Vector继承AbstractList实现了List接口

Vector实现了RandomAccess接口，可以随机访问

Vector实现了Cloneable接口，可以使用克隆对象

Vector实现了Serializable接口，可以序列化

属性

//保存对象的数组
protected Object[] elementData;

//保存元素个数
protected int elementCount;

//增长因子
protected int capacityIncrement;

//定义的最大容量，为2的31次方-9
private static final int MAX_ARRAY_SIZE = Integer.MAX_VALUE - 8;

构造器

public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {//指定初始容量和增长因子
        super();
        if (initialCapacity < 0)
            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+
                                               initialCapacity);
  //直接把数组创建为初始化值大小
        this.elementData = new Object[initialCapacity];
        this.capacityIncrement = capacityIncrement;
    }

public Vector(int initialCapacity) {
  //把增长因子设置为0
        this(initialCapacity, 0);
    }

public Vector() {
  //默认初始化大小为10
        this(10);
    }

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);
    }

方法

线程安全的方法

copyInto方法把元素拷贝到指定数组

public synchronized void copyInto(Object[] anArray) {
        System.arraycopy(elementData, 0, anArray, 0, elementCount);
    }

trimToSize方法把保存元素的数组修改到保存元素个数大小

public synchronized void trimToSize() {
        modCount++;
        int oldCapacity = elementData.length;
        if (elementCount < oldCapacity) {//如果元素个数比容量小
            elementData = Arrays.copyOf(elementData, elementCount);
        }
    }

ensureCapacity方法用于添加元素时，确保数组大小

public synchronized void ensureCapacity(int minCapacity) {
        if (minCapacity > 0) {
            modCount++;
            ensureCapacityHelper(minCapacity);
        }
    }

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        if (minCapacity - elementData.length > 0)//如果需要的最小容量大于数组大小
          //扩容
            grow(minCapacity);
    }

private void grow(int minCapacity) {
        // overflow-conscious code
        int oldCapacity = elementData.length;
  //如果指定了增长因子而且增长因子>0那么新容量就等于原容量+增长因子，否则就是原容量的二倍
        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);
    }

setSize方法设置向量的大小

public synchronized void setSize(int newSize) {
        modCount++;
        if (newSize > elementCount) {//如果新容量比原容量大，多的元素全为null
            ensureCapacityHelper(newSize);
        } else {
          //新容量比原容量小
            for (int i = newSize ; i < elementCount ; i++) {
                elementData[i] = null;
            }
        }
        elementCount = newSize;
    }

removeElementAt移除指定位置元素

public synchronized void removeElementAt(int index) {
        modCount++;
        if (index >= elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index + " >= " +
                                                     elementCount);
        }
        else if (index < 0) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        }
  //要移动的元素个数
        int j = elementCount - index - 1;
        if (j > 0) {
            System.arraycopy(elementData, index + 1, elementData, index, j);
        }
        elementCount--;
        elementData[elementCount] = null; /* to let gc do its work */
    }

insertElementAt指定位置插入元素

public synchronized void insertElementAt(E obj, int index) {
        modCount++;
        if (index > elementCount) {
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index
                                                     + " > " + elementCount);
        }
  //确保容量
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        System.arraycopy(elementData, index, elementData, index + 1, elementCount - index);
        elementData[index] = obj;
        elementCount++;
    }

addElement在尾部添加元素

public synchronized void addElement(E obj) {
        modCount++;
  //确保容量
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = obj;
    }

removeElement移除指定元素

public synchronized boolean removeElement(Object obj) {
        modCount++;
        int i = indexOf(obj);
        if (i >= 0) {
            removeElementAt(i);
            return true;
        }
        return false;
    }

removeAllElements移除所有元素

public synchronized void removeAllElements() {
        modCount++;
        // Let gc do its work
        for (int i = 0; i < elementCount; i++)
            elementData[i] = null;

        elementCount = 0;
    }

get获取指定位置元素

public synchronized E get(int index) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        return elementData(index);
    }

set替换指定位置元素

public synchronized E set(int index, E element) {
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);

        E oldValue = elementData(index);
        elementData[index] = element;
        return oldValue;
    }

add方法添加元素，与addElement方法的区别仅仅是返回值不同

public synchronized boolean add(E e) {
        modCount++;
        ensureCapacityHelper(elementCount + 1);
        elementData[elementCount++] = e;
        return true;
    }

remove移除尾元素

public boolean remove(Object o) {
        return removeElement(o);
    }

add指定位置添加元素

public void add(int index, E element) {
        insertElementAt(element, index);
    }

remove移除指定位置元素

public synchronized E remove(int index) {
        modCount++;
        if (index >= elementCount)
            throw new ArrayIndexOutOfBoundsException(index);
        E oldValue = elementData(index);
//计算要移动的元素个数
        int numMoved = elementCount - index - 1;
        if (numMoved > 0)
            System.arraycopy(elementData, index+1, elementData, index,
                             numMoved);
        elementData[--elementCount] = null; // Let gc do its work

        return oldValue;
    }

listIterator获取向量的迭代器，可以进行向前向后遍历

public synchronized ListIterator<E> listIterator() {
        return new ListItr(0);
    }
final class ListItr extends Itr implements ListIterator<E> {
        ListItr(int index) {
            super();
            cursor = index;
        }

        public boolean hasPrevious() {
            return cursor != 0;
        }

        public int nextIndex() {
            return cursor;
        }

        public int previousIndex() {
            return cursor - 1;
        }

        public E previous() {
            synchronized (Vector.this) {
                checkForComodification();
                int i = cursor - 1;
                if (i < 0)
                    throw new NoSuchElementException();
                cursor = i;
                return elementData(lastRet = i);
            }
        }

        public void set(E e) {
            if (lastRet == -1)
                throw new IllegalStateException();
            synchronized (Vector.this) {
                checkForComodification();
                Vector.this.set(lastRet, e);
            }
        }

        public void add(E e) {
            int i = cursor;
            synchronized (Vector.this) {
                checkForComodification();
                Vector.this.add(i, e);
                expectedModCount = modCount;
            }
            cursor = i + 1;
            lastRet = -1;
        }
    }

可以看到Vector和ArrayList的源码基本相同，只是Vector是线程安全的，还有就是Vector和ArrayList在扩容上有一点点不同，Vector如果指定了增长因子，那么新容量是原容量+增长因子，而ArrayList是直接扩大两倍原容量

原文链接:https://www.cnblogs.com/moyuduo/p/12702275.html
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