Java 中的 Vector ensureCapacity() 方法及示例

在 Java 中，Vector 是一个被广泛使用的类，它的作用是实现动态数组。在创建一个 Vector 对象时，可以为其指定一个初始容量。

Vector<Integer> vector = new Vector<>(10);

在实际使用中，我们可能需要频繁地向 Vector 中添加元素。如果此时 Vector 的容量不足以存储需要添加的元素，那么就需要进行动态扩容。

为了避免频繁的扩容操作带来的性能损失，在添加大量元素前，可以手动使用 ensureCapacity 方法增加 Vector 的容量。

ensureCapacity() 方法的介绍

Vector 中的 ensureCapacity 方法用于增加 Vector 的容量，该方法的定义如下：

public void ensureCapacity(int minCapacity) {
    if (minCapacity > elementData.length) {
        grow(minCapacity);
    }
}

其中，minCapacity 表示需要增加的最小容量。如果需要增加容量的量小于当前 Vector 的容量，则该方法不会改变 Vector 的容量。

如果需要增加容量的量大于当前 Vector 的容量，则该方法会调用内部的 grow 方法进行扩容。grow 方法的定义如下：

private void grow(int minCapacity) {
    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);
}

其中，minCapacity 表示需要增加的最小容量。

首先，grow 方法会计算出将要扩容后的新容量。新容量的计算公式为：

int newCapacity = oldCapacity + ((capacityIncrement > 0) ? capacityIncrement : oldCapacity);

如果 capacityIncrement 大于 0，则使用 capacityIncrement 作为增量；否则，使用原来的容量 oldCapacity 乘以 2 作为增量。

接着，grow 方法会判断如果新容量小于 minCapacity，则将新容量设置为 minCapacity。

if (newCapacity - minCapacity < 0)
    newCapacity = minCapacity;

最后，grow 方法会判断如果新容量超过了 MAX_ARRAY_SIZE，则会调用 hugeCapacity 方法抛出异常，否则会使用 Arrays.copyOf 方法将原有的数组复制到新数组中。

ensureCapacity() 方法的示例

下面，我们来看一个关于 Vector 中的 ensureCapacity 方法的示例。

Vector<Integer> vector = new Vector<>();
System.out.println("当前 Vector 的容量：" + vector.capacity()); // 10

// 插入 10 个元素，此时 Vector 的容量为 10
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    vector.add(i);
}
System.out.println("插入 10 个元素后 Vector 的容量：" + vector.capacity()); // 10

vector.ensureCapacity(20);
System.out.println("使用 ensureCapacity(20) 后 Vector 的容量：" + vector.capacity()); // 20

// 插入 20 个元素，此时 Vector 的容量为 40
for (int i = 0; i < 20; i++) {
    vector.add(i);
}
System.out.println("插入 20 个元素后 Vector 的容量：" + vector.capacity()); // 40

在上述代码中，我们首先创建了一个默认容量为 10 的 Vector 对象，并插入了 10 个元素。此时，Vector 的容量与初始容量相同，为 10。

接着，我们使用了 ensureCapacity(20) 方法，将 Vector 的容量增加至 20。此时，Vector 的容量变为 20。

最后，我们再次向 Vector 中插入 20 个元素，发现当插入第 12 个元素时，Vector 内部进行了扩容操作。扩容后，Vector 的容量变为 40。