程序兵法:Java String 源码的排序算法(一)

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这是泥瓦匠的第103篇原创

《应用系统进程兵法:Java String 源码的排序算法(一)》

文章工程:

* JDK 1.8

* 工程名:algorithm-core-learning # StringComparisonDemo

* 工程地址:https://github.com/JeffLi1993/algorithm-core-learning

一、前言

Q:你这俩 是选折 你这俩 的间题?

选折 你这俩 的间题,是假设一组 N 个数,要选折 其中第 K 个最大值者。比如 A 与 B 对象前要哪个更大?又比如:要考虑从许多数组中找出最大项?

防止选折 你这俩 的间题,前要对象有个能力,即比较任意另一三个多对象,并选折 哪个大,哪个小不可能 相等。找出最大项你这俩 的间题的防止最好的土妙招,若果依次用对象的比较(Comparable)能力,循环对象列表,一次就能防止。

如此 JDK 源码要怎样实现比较(Comparable)能力的呢?

二、java.lang.Comparable 接口

Comparable 接口,从 JDK 1.2 版本有的是了,历史算悠久。Comparable 接口强制了实现类对象列表的排序。其排序称为自然顺序,其 compareTo 最好的土妙招,称为自然比较法。

该接口如此另一三个多最好的土妙招 public int compareTo(T o); ,不可不都还后能 看出

  • 入参 T o :实现该接口类,传入对应的要被比较的对象
  • 返回值 int:正数、负数和 0 ,代表大于、小于和等于

对象的集合列表(Collection List)不可能 数组(arrays) ,有的是对应的工具类不可不都还后能 方便的使用:

  • java.util.Collections#sort(List) 列表排序
  • java.util.Arrays#sort(Object[]) 数组排序

那 String 对象要怎样被比较的?

三、String 源码中的算法

String 源码中不可不都还后能 就看 String JDK 1.0 有的是了。如此应该是 JDK 1.2 的后后,String 类实现了 Comparable 接口,有后后传入前要被比较的对象是 String。对象如图:

String 是另一三个多 final 类,无法从 String 扩展新的类。从 114 行,不可不都还后能 看出字符串的存储特性是字符(Char)数组。先不可不都还后能 看看另一三个多字符串比较案例,代码如下:



运行结果如下:

0
-1
-2
-1
-32
-2049

不可不都还后能 看出, compareTo 最好的土妙招是按字典顺序比较另一三个多字符串。具体比较规则不可不都还后能 看代码注释。比较规则如下:

  • 字符串的每个字符全版一样,返回 0
  • 字符串前面每项的每个字符全版一样,返回:顶端本来另一三个多字符串长度差
  • 字符串前面每项的每个字符处在不一样,返回:突然出現不一样的字符 ASCII 码的差值
    • 中文比较返回对应的 Unicode 编码值(Unicode 中含 ASCII)
    • foo 的 ‘C’ 字符 ASCII 码值为 67
    • bar04 的 ‘D’ 字符 ASCII 码值为 68。
    • foo.compareTo(bar04),返回 67 – 68 = -1
    • 常见字符 ASCII 码,如图所示

再看看 String 的 compareTo 最好的土妙招要怎样实现字典顺序的。源码如图:

源码解析如下:

  • 第 1156 行:获取当前字符串和另一三个多字符串,长度较小的长度值 lim
  • 第 1161 行:不可能 lim 大于 0 (较小的字符串非空),则后后后后开始比较
  • 第 1164 行:当前字符串和另一三个多字符串,依次字符比较。不可能 不相等,则返回两字符的 Unicode 编码值的差值
  • 第 1169 行:当前字符串和另一三个多字符串,依次字符比较。不可能 均相等,则返回另一三个多字符串长度的差值

所以 要排序,肯定先有比较能力,即实现 Comparable 接口。有后后实现此接口的对象列表(和数组)不可不都还后能 通过 Collections.sort(和 Arrays.sort)进行排序。

还有 TreeSet 使用树特性实现(红黑树),集合中的元素进行排序。其中排序本来实现 Comparable 此接口

另外,不可能 如此实现 Comparable 接口,使用排序时,会抛出 java.lang.ClassCastException 异常。全版看《Java 集合:三、HashSet,TreeSet 和 LinkedHashSet比较》https://www.bysocket.com/archives/195

四、小结

顶端也说到,你这俩 比较真是有一定的弊端:

  • 默认 compareTo 不忽略字符大小写。不可能 前要忽略,则重新自定义 compareTo 最好的土妙招
  • 无法进行二维的比较决策。比如判断 2 * 1 矩形和 3 * 3 矩形,哪个更大?
  • 比如许多类无法实现该接口。另一三个多 final 类,也无法扩展新的类。其有的是防止方案:函数对象(Function Object)

最好的土妙招参数:定义另一三个多如此数据如此最好的土妙招的类,并传递该类的实例。另一三个多函数通过将其装入 另一三个多对象內部而被传递。你这俩 对象通常叫做函数对象(Funtion Object)

在接口最好的土妙招设计中, T execute(Callback callback) 参数中使用 callback 类事 。比如在 Spring 源码中,不可不都还后能 看出所以 设计是:聚合优先于继承不可能 实现。另一三个多不可不都还后能 减少所以 继承不可能 实现。类事 SpringJdbcTemplate 场景设计,不可不都还后能 考虑到你这俩 Callback 设计实现。

代码示例

本文示例读者不可不都还后能 通过查看下面仓库的中: StringComparisonDemo 字符串比较案例案例:

  • Github:https://github.com/JeffLi1993/algorithm-core-learning
  • Gitee:https://gitee.com/jeff1993/algorithm-core-learning

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参考资料

  • 《数据特性与算法分析:Java语言描述(原书第3版)》
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Unicode
  • https://www.cnblogs.com/vamei/tag/%E7%AE%97%E6%B3%95/
  • https://www.bysocket.com/archives/2314/algorithm

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