Java中Vector类和Stack类的学习

1.Vector类

API文档的解释：

    Vector类可以实现可增长的对象数组。与数组一样，它包含可以使用整数索引进行访问的组件。但是，Vector 的大小可以根据需要增大或缩小，以适应创建 Vector 后进行添加或移除项的操作。

        java.util.vector提供了向量类(vector)以实现类似动态数组的功能。在Java语言中没有指针的概念，但如果正确灵活地使用指针又确实可以大大提高程序的质量。比如在c,c++中所谓的“动态数组”一般都由指针来实现。为了弥补这个缺点，Java提供了丰富的类库来方便编程者使用，vector类便是其中之一。事实上，灵活使用数组也可以完成向量类的功能，但向量类中提供大量的方法大大方便了用户的使用。 
        创建了一个向量类的对象后，可以往其中随意插入不同类的对象，即不需顾及类型也不需预先选定向量的容量，并可以方便地进行查找。对于预先不知或者不愿预先定义数组大小，并且需要频繁地进行查找，插入，删除工作的情况。可以考虑使用向量类。 

Vector的源代码与ArrayList非常相似，只不过在可能发生线程安全的方法上加上了Synchorized关键字，使得其执行的效率相比ArrayList就低了。

Vector和ArrayList。二者的内部结构、基本方法大致相同.只不过Vector是线程安全的，ArrayList是不安全的。ArrayList相比于一般的Array，就是多了一个变长的功能，但相应的时间效率有所下降。

Vector与ArrayList的比较：

（1）内部都是数组结构

Vector:

protected Object[] elementData;

ArrayList：

private transient Object[] elementData;

(2)线程安全

Vector类支持线程的同步，即某一时刻只有一个线程能够写Vector，避免多线程同时写而引起的不一致性，但实现同步需要很高的花费，因此，访问它比访问ArrayList慢。

以Vector类中的isEmpty方法为例:

   public synchronized boolean isEmpty() {        return elementCount == 0;    }

  public boolean isEmpty() {   //ArrayList类        return size == 0;    }

（3）内存不够时扩展的大小

ArrayList在内存不够时默认是扩展1.5倍

private void grow(int minCapacity) {         // overflow-conscious code        int oldCapacity = elementData.length;        int newCapacity = oldCapacity + (oldCapacity >> 1);            if (newCapacity - minCapacity < 0)            newCapacity = minCapacity;        if (newCapacity - MAX_ARRAY_SIZE > 0)            newCapacity = hugeCapacity(minCapacity);        // minCapacity is usually close to size, so this is a win:        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);    }

//oldCapacity>>1向右做位运算，表示除以了2的1次方，及为原来的0.5倍。CPU直接支持位运算，往往效率很高。

Vector在capacityIncrement大于0时扩容capacityIncrement大小，否则为原始容量的2倍。如果使用构造函数来new一个Vector时，不指定capacityIncrement，则扩容时扩大为原来的2倍。

private void grow(int minCapacity) {        // overflow-conscious code        int oldCapacity = elementData.length;        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);    }

Vector的三种构造函数：

public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {        super();        if (initialCapacity < 0)            throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: "+                                               initialCapacity);        this.elementData = new Object[initialCapacity];        this.capacityIncrement = capacityIncrement;    }

 public Vector(int initialCapacity) {        this(initialCapacity, 0);    }

 public Vector() {        this(10);    }

Vector的方法：

插入功能： 
（1）public final synchronized void adddElement(Object obj) 
将obj插入向量的尾部。obj可以是任何类型的对象。对同一个向量对象，亦可以在其中插入不同类的对象。但插入的应是对象而不是数值，所以插入数值时要注意将数组转换成相应的对象。 
例如：要插入整数1时，不要直接调用v1.addElement(1),正确的方法为： 
Vector v1 = new Vector(); 
Integer integer1 = new Integer(1); 
v1.addElement(integer1); 
(2)public final synchronized void setElementAt(Object obj,int index) 
将index处的对象设置成obj，原来的对象将被覆盖。 
(3)public final synchronized void insertElement(Object obj,int index) 
在index指定的位置插入obj，原来对象以及此后的对象依次往后顺延。 

删除功能： 
(1)public final synchronized void removeElement(Object obj) 
从向量中删除obj,若有多个存在，则从向量头开始试，删除找到的第一个与obj相同的向量成员。 
(2)public final synchronized void removeAllElement(); 
删除向量所有的对象 
(3)public fianl synchronized void removeElementAt(int index) 
删除index所指的地方的对象 

查询搜索功能： 
(1)public final int indexOf(Object obj) 
从向量头开始搜索obj,返回所遇到的第一个obj对应的下标，若不存在此obj,返回-1. 
(2)public final synchronized int indexOf(Object obj,int index) 
从index所表示的下标处开始搜索obj. 
(3)public final int lastindexOf(Object obj) 
从向量尾部开始逆向搜索obj. 
(4)public final synchornized int lastIndex(Object obj,int index) 
从index所表示的下标处由尾至头逆向搜索obj. 
(5)public final synchornized firstElement() 
获取向量对象中的首个obj 
(6)public final synchornized Object lastElement() 
获取向量对象的最后一个obj 

2.Stack类

Stack是栈，它通过五个操作对类Vector 进行了扩展 ，允许将向量视为堆栈。它提供了通常的push 和 pop 操作，以及取堆栈顶点的peek 方法、测试堆栈是否为空的 empty 方法、在堆栈中查找项并确定到堆栈顶距离的search 方法。 

它的特性是：先进后出(FILO, First In Last Out)。Stack是继承于Vector(矢量队列)的，由于Vector是通过数组实现的，这就意味着，Stack也是通过数组实现的。其类的源代码如下：

public class Stack<e> extends Vector<e> {    public Stack() {    }    public E push(E item) {       // 压栈        addElement(item);        return item;    }     public synchronized E pop() { // 弹栈        E   obj;        int  len = size();        obj = peek();        removeElementAt(len - 1);         return obj;    }     public synchronized E peek() { // 返回栈顶元素        int  len = size();        if (len == 0)            throw new EmptyStackException();        return elementAt(len - 1);    }     public boolean empty() {      // 判断栈是否为空        return size() == 0;    }     public synchronized int search(Object o) {  // 查找元素        int i = lastIndexOf(o);        if (i >= 0) {            return size() - i;        }        return -1;    } }