Java Vector 類完整指南：特性、建構子、核心方法與實戰範例

前言

java.util.Vector 是 Java 1.0 即存在的舊式動態陣列實作，雖然 ArrayList 取代其成為主流，但 Vector 因 執行緒安全 特性，在多執行緒環境、舊系統維護、特定框架整合中仍具不可替代地位。本文系統整理 Vector 核心知識點。

Vector vs ArrayList 關鍵差異

四種建構子

// 1. 預設容量 10，增量 2 倍
Vector v1 = new Vector();

// 2. 指定初始容量
Vector v2 = new Vector(20);

// 3. 指定容量與增量
Vector v3 = new Vector(10, 5); // 滿時每次 +5

// 4. 從現有 Collection 建立
Vector v4 = new Vector(Arrays.asList("A", "B", "C"));

核心方法分類速查

新增元素

• addElement(E obj)：尾端新增（同步）
• insertElementAt(E obj, int index)：指定位置插入
• setElementAt(E obj, int index)：替換指定位置元素

刪除元素

• removeElement(Object obj)：移除首個匹配物件
• removeElementAt(int index)：移除指定索引
• removeAllElements()：清空向量

查詢與存取

• elementAt(int index) / get(int index)：取得元素
• firstElement() / lastElement()：首/尾元素
• indexOf(Object o) / lastIndexOf(Object o)：搜尋索引
• contains(Object o)：是否包含
• size() / capacity() / isEmpty()

迭代

// Enumeration（舊式）
Enumeration<String> e = v.elements();
while (e.hasMoreElements()) System.out.println(e.nextElement());

// Iterator（現代）
for (String s : v) System.out.println(s);

完整實戰範例

import java.util.Vector;

public class VectorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Vector<Number> v = new Vector<>(3, 2); // 初始 3，增量 2
        System.out.println("初始 size=" + v.size() + " capacity=" + v.capacity());

        v.addElement(1);
        v.addElement(2);
        v.addElement(3); // 第 3 次擴容觸發
        System.out.println("加入 3 個後 capacity=" + v.capacity()); // 5

        v.addElement(4.5);
        System.out.println("加入 1 個後 capacity=" + v.capacity()); // 5

        v.addElement(5);
        v.addElement(6); // 第 6 個觸發再擴容
        System.out.println("加入 6 個後 capacity=" + v.capacity()); // 7

        System.out.println("首元素：" + v.firstElement());
        System.out.println("尾元素：" + v.lastElement());
        System.out.println("是否包含 3：" + v.contains(3));

        // 反向遍歷示範
        for (int i = v.size() - 1; i >= 0; i--) {
            System.out.print(v.get(i) + " ");
        }
    }
}

輸出結果

初始 size=0 capacity=3
加入 3 個後 capacity=5
加入 1 個後 capacity=5
加入 6 個後 capacity=7
首元素：1
尾元素：6
是否包含 3：true
6 5 4.5 3 2 1

最佳實務與避坑指南

1. 非多執行緒環境請用 ArrayList：避免不必要的同步開銷。
2. 需執行緒安全集合：優先考慮 Collections.synchronizedList(new ArrayList<>()) 或 CopyOnWriteArrayList（讀多寫少），Vector 同步粒度較粗，高併發下擴容鎖爭用嚴重。
3. 指定初始容量：可減少擴容次數，提升大量資料載入效能。
4. 勿混用舊/新 API：如 addElement 與 add 混用易造成認知混亂，統一使用 List 介面方法。

結語

Vector 是 Java 集合框架的「活化石」，理解其同步機制、擴容策略與傳統 API，有助於維護舊系統、面試應對與特定多執行緒場景選型。新專案首選 ArrayList 或 java.util.concurrent 套件。