Java 進階教程：Vector 同步列表特性與現代替代方案

Vector 核心定位

• JDK 1.0 遺留類，實現 List、Serializable、Cloneable
• 特點：所有公共方法同步（線程安全）、預設容量 10、擴容 2 倍
• 與 ArrayList API 幾乎一致，差異在於同步與擴容策略可配置
• 現代開發強烈建議用 ArrayList + 外部同步或 Concurrent 集合替代

Vector 獨有特性

可配置擴容增量

// 初始容量 12，每次擴容增加 12
Vector<Object> v = new Vector<>(12, 12);
v.add(1); v.add(2.34); v.add("abc");
v.capacity(); // 返回當前容量
v.setSize(16); // 強制設置大小，不足補 null，超出截斷

複製到數組

Object[] arr = new Object[v.size()];
v.copyInto(arr); // 僅複製元素，不影響容量

Enumeration 遍歷（舊式）

Enumeration<Object> en = v.elements();
while (en.hasMoreElements()) {
    System.out.println(en.nextElement());
}

同步方法列表（部分）

synchronized E firstElement();
synchronized E lastElement();
synchronized void setElementAt(E obj, int index);
synchronized void removeElementAt(int index);
synchronized void insertElementAt(E obj, int index);
synchronized void addElement(E obj);
synchronized boolean removeElement(Object obj);
synchronized void removeAllElements();

通用 List 操作（與 ArrayList 一致）

Vector<Object> list = new Vector<>();
list.add(1); list.add("abc"); list.add(1.11);
list.add(0, "head"); // 頭部插入
list.add(2, "mid");  // 指定位置插入

list.get(0);         // 隨機訪問
list.contains("abc");
list.indexOf("abc");
list.lastIndexOf("abc");

list.remove(1);              // 刪除索引 1
list.remove(new Integer(1)); // 刪除元素 1 (注意 int 重載陷阱)

Iterator<Object> it = list.iterator();
while (it.hasNext()) System.out.print(it.next() + " ");

Object[] arr = list.toArray();

經典陷阱：循環中重複添加同一對象

// 錯誤示範
List<MyObj> list = new Vector<>();
MyObj obj = new MyObj();
for (int i=1; i<=5; i++) {
    obj.setName("Name"+i);
    list.add(obj); // 每次添加同一引用！
}
// 結果：[Name5, Name5, Name5, Name5, Name5]

// 正確做法
List<MyObj> list2 = new Vector<>();
for (int i=1; i<=5; i++) {
    MyObj obj2 = new MyObj(); // 每次 new 新對象
    obj2.setName("Name"+i);
    list2.add(obj2);
}
// 結果：[Name1, Name2, Name3, Name4, Name5]

此陷阱與 List 實現無關，ArrayList/LinkedList 同樣會中招。

Vector vs ArrayList vs 現代方案

多執行緒場景替代方案選型

1. 高並發讀寫：CopyOnWriteArrayList（寫入複製數組，讀無鎖，適合讀多寫少）。
2. 需複合操作原子性：Collections.synchronizedList(new ArrayList()) + synchronized(list) { ... } 手動加鎖。
3. 隊列/棧語義：ConcurrentLinkedDeque、ArrayBlockingQueue 等並發隊列。
4. 避免直接用 Vector：粗粒度同步導致嚴重爭用，複合操作仍需額外加鎖。

總結

Vector 是同步版 ArrayList，承載著 JDK 1.0 的歷史包袱。現代 Java 開發中，單執行緒用 ArrayList，多執行緒用並發集合框架，Vector 僅作為遺留系統維護時的認知負擔存在。理解其同步機制、擴容策略與經典陷阱，有助於寫出更健壯、高效的集合代碼。