Java向量怎么用
Java中的Vector类是java.util包提供的一个动态数组实现，它继承自AbstractList并实现了List接口，与ArrayList类似，Vector也用于存储动态大小的对象数组，但它的特点是线程安全，适合在多线程环境下使用，本文将详细介绍Vector的基本用法、核心方法、线程安全性、性能特点以及实际应用场景。
Vector的基本概念与特性
Vector在Java 1.0版本中就已存在，是一个历史悠久的集合类，它的核心特性包括：
- 动态扩容：
Vector内部通过一个数组对象（elementData）存储元素，当容量不足时，会自动扩容，默认扩容为原容量的2倍。 - 线程安全：
Vector的大部分方法都使用了synchronized关键字修饰，确保在多线程环境下的数据一致性。 - 允许null元素：
Vector可以存储null值，但需注意查询null值时可能引发的逻辑问题。
Vector的创建与初始化
使用Vector时，首先需要创建实例。Vector提供了多个构造方法，常见的有：
-
无参构造方法：创建一个初始容量为10、扩容增量为0的
Vector。Vector<String> vector = new Vector<>();
-
指定初始容量的构造方法：创建一个指定初始容量的
Vector。
Vector<Integer> vector = new Vector<>(20);
-
指定初始容量和扩容增量的构造方法：扩容增量表示每次扩容时增加的容量（若为0，则按2倍扩容）。
Vector<Double> vector = new Vector<>(10, 5);
Vector的核心操作方法
Vector提供了丰富的操作方法，以下是一些常用的功能：
添加元素
add(E e)：在向量末尾添加元素，返回是否成功。vector.add("Hello");add(int index, E element)：在指定位置插入元素。vector.add(0, "World");
addAll(Collection<? extends E> c)：批量添加集合中的元素。
删除元素
remove(Object o)：删除首次出现的指定元素。vector.remove("Hello");remove(int index)：删除指定位置的元素，并返回被删除的元素。clear()：清空向量中的所有元素。
查询元素
get(int index)：获取指定位置的元素。String str = vector.get(0);
indexOf(Object o)：查找元素的首次出现位置，不存在则返回-1。lastIndexOf(Object o)：查找元素的最后一次出现位置。size()：返回向量中元素的个数。isEmpty()：判断向量是否为空。
修改元素
set(int index, E element)：修改指定位置的元素。vector.set(0, "New Element");
Vector的线程安全性分析
Vector的线程安全性是通过方法级别的synchronized实现的。add()、remove()等方法都具备原子性，以下是一个多线程示例：
Vector<Integer> vector = new Vector<>();
Runnable task = () -> {
for (int i = 0; i < 1000; i++) {
vector.add(i);
}
};
Thread t1 = new Thread(task);
Thread t2 = new Thread(task);
t1.start();
t2.start();
t1.join();
t2.join();
System.out.println(vector.size()); // 输出2000，说明线程安全
尽管Vector线程安全，但其性能较低，因为每次操作都需要获取锁，在单线程或不需要线程安全的环境下，推荐使用ArrayList以提高性能。
Vector的扩容机制
Vector的扩容逻辑由ensureCapacityHelper(int minCapacity)方法实现，默认情况下，若扩容增量为0，则新容量为旧容量的2倍；否则，新容量为旧容量加上扩容增量。
Vector<Integer> vector = new Vector<>(5, 3);
for (int i = 0; i < 10; i++) {
vector.add(i);
}
System.out.println(vector.capacity()); // 输出11（初始5+3=8，仍不足，再加3=11）
Vector与ArrayList的对比
| 特性 | Vector | ArrayList |
|---|---|---|
| 线程安全 | 是（方法同步） | 否 |
| 性能 | 较低（同步开销） | 较高 |
| 扩容机制 | 可指定增量，默认2倍 | 默认1.5倍 |
| 历史背景 | Java 1.0引入 | Java 1.2引入，替代Vector |
Vector的实际应用场景
- 多线程环境：当需要在多线程中共享列表数据且不需要额外同步措施时，
Vector是合适的选择。 - 遗留系统维护：在旧代码中，
Vector被广泛使用，维护时需了解其特性。 - 需要固定扩容策略的场景：通过指定扩容增量，可以控制
Vector的内存增长节奏。
Vector的注意事项
- 避免在单线程中使用：除非必须线程安全，否则优先选择
ArrayList。 - 注意扩容性能：频繁扩容可能影响性能，建议预估数据量后设置初始容量。
- 遍历时的并发修改：在遍历
Vector时若修改结构（如增删元素），需使用迭代器的remove()方法，否则可能抛出ConcurrentModificationException。
Vector的替代方案
在现代Java开发中,若需要线程安全的列表，推荐以下替代方案：
Collections.synchronizedList(new ArrayList<>())：对ArrayList进行同步包装。CopyOnWriteArrayList：适用于读多写少的场景，写操作时复制底层数组。
Vector作为Java中经典的动态数组实现，其线程安全性和扩容机制使其在特定场景下仍有价值，随着ArrayList和并发集合类的普及，Vector的使用已逐渐减少，开发者应根据实际需求（线程安全、性能、兼容性）选择合适的集合类，避免滥用Vector，通过合理使用Vector及其替代方案，可以更高效地管理动态数据集合。
