Java 學習筆記：Vector 內部實現與動態擴容機制解析

Vector 簡介

java.util.Vector 是線程安全的動態陣列，底層由 Object[] elementData 存儲，支持自動擴容。與 ArrayList 主要區別在於所有公共方法均加 synchronized 關鍵字。

構造函數

// 指定初始容量，增量為 0（即倍增）
public Vector(int initialCapacity) {
    this(initialCapacity, 0);
}

// 指定初始容量與擴容增量
public Vector(int initialCapacity, int capacityIncrement) {
    if (initialCapacity < 0) throw new IllegalArgumentException("Illegal Capacity: " + initialCapacity);
    this.elementData = new Object[initialCapacity];
    this.capacityIncrement = capacityIncrement;
}

capacityIncrement > 0 時每次擴容增加固定量；≤ 0 時採用倍增策略（newCapacity = oldCapacity * 2）。

核心方法解析

add(E e) — 尾部添加

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

ensureCapacityHelper(int minCapacity) — 擴容核心

private void ensureCapacityHelper(int minCapacity) {
    int oldCapacity = elementData.length;
    if (minCapacity > oldCapacity) {
        Object[] oldData = elementData;
        int newCapacity = (capacityIncrement > 0)
            ? (oldCapacity + capacityIncrement)
            : (oldCapacity * 2);
        if (newCapacity < minCapacity) newCapacity = minCapacity;
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, newCapacity);
    }
}

關鍵點：

• Arrays.copyOf 完成陣列複製與擴容，時間複雜度 O(n)。
• modCount 用於快速失效迭代器。

其他常用操作

Vector v = new Vector<>(4);
v.add("Test0"); v.add("Test1"); v.add("Test0"); v.add("Test2"); v.add("Test2");

v.remove("Test0"); // 刪除首個匹配元素
v.remove(0);       // 按索引刪除

int size = v.size(); // 當前元素數量
for (int i = 0; i < size; i++) {
    System.out.println(v.get(i));
}

知識點總結

1. synchronized：方法級鎖，保證多線程安全，但有性能開銷；單線程場景優先用 ArrayList。
2. Arrays.copyOf：高效陣列複製工具，底層調用 System.arraycopy。
3. 構造函數重載：Java 允許同名構造函數參數列表不同，PHP 需用 __construct 配合 func_get_args 模擬。
4. Vector 本質：線程安全的動態陣列，擴容策略可配置，適合舊代碼維護或簡單多線程場景。