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Java 實作二維向量 (Vector of Vector) 多種方案比較

編輯：Java 程式設計入門

原始碼方案：Hashtable 索引多個 Vector

Vector vector1 = new Vector();
Vector vector2 = new Vector();
// ...
Hashtable table = new Hashtable();
table.put("vector1", vector1);
table.put("vector2", vector2);

此法透過字串鍵值管理多個一維 Vector，模擬二維結構。缺點：存取需兩次查找、型別不安全、序列化麻煩。

現代標準方案比較

方案	宣告範例	優點	缺點	適用場景
List<List<E>> (推薦)	`List<List<String>> matrix = new ArrayList<>();`	型別安全、標準 API、序列化支援、串流操作	非連續記憶體、隨機存取稍慢	通用矩陣、動態增減列
二維陣列	`String[][] matrix = new String[rows][cols];`	記憶體連續、最快隨機存取、語法簡潔	大小固定、需預知維度	固定尺寸矩陣、高效能運算
Map<Integer, List<E>>	`Map<Integer, List<String>> sparse = new HashMap<>();`	稀疏矩陣節省空間、動態列索引	額外 Map 開銷	稀疏資料、非連續索引
單一 List + 索引計算	`List<E> flat = new ArrayList<>(rowscols); get(i,j) → flat.get(icols+j)`	記憶體緊湊、快取友善、單一物件	需自行封裝、擴容麻煩	大型密集矩陣、數值運算
第三方庫	EJML, ND4J, Apache Commons Math	矩陣運算、分解、特徵值、GPU 加速	額外相依	科學計算、機器學習

List<List<E>> 完整範例

public class Matrix2D<E> {
    private final List<List<E>> data = new ArrayList<>();
    private final int cols;

    public Matrix2D(int rows, int cols) {
        this.cols = cols;
        for (int i = 0; i < rows; i++) {
            data.add(new ArrayList<>(Collections.nCopies(cols, null)));
        }
    }

    public void set(int row, int col, E value) {
        data.get(row).set(col, value);
    }

    public E get(int row, int col) {
        return data.get(row).get(col);
    }

    public void addRow() { data.add(new ArrayList<>(Collections.nCopies(cols, null))); }
    public void addCol() { data.forEach(row -> row.add(null)); }
    
    public int rows() { return data.size(); }
    public int cols() { return cols; }
    
    // Java 8+ 串流操作
    public void forEach(BiConsumer<Integer, Integer, E> action) { ... }
    public List<E> getRow(int row) { return Collections.unmodifiableList(data.get(row)); }
    public List<E> getCol(int col) { return data.stream().map(r -> r.get(col)).collect(toList()); }
}