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

《多多线程 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:什么是选者问题?

选者问题,是假设一组 N 个数,要选者其中第 K 个最大值者。比如 A 与 B 对象都可以哪个更大?又比如:要考虑从你本身数组中找出最大项?

处里选者问题,都可以对象有个能力,即比较任意有一三个 对象,并选者哪个大,哪个小否则相等。找出最大项问题的处里法律妙招,假如有一天依次用对象的比较(Comparable)能力,循环对象列表,一次就能处里。

如此 JDK 源码怎么实现比较(Comparable)能力的呢?

二、java.lang.Comparable 接口

Comparable 接口,从 JDK 1.2 版本完整版都是了,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 法律妙招,称为自然比较法。

该接口必须有一三个 法律妙招 public int compareTo(T o); ,能必须看出

  • 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)否则数组(arrays) ,完整版都是对应的工具类能必须方便的使用:

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

那 String 对象怎么被比较的?

三、String 源码中的算法

String 源码中能必须看一遍 String JDK 1.0 完整版都是了。如此应该是 JDK 1.2 的以前,String 类实现了 Comparable 接口,否则传入都可以被比较的对象是 String。对象如图:

String 是有一三个 final 类,无法从 String 扩展新的类。从 114 行,能必须看出字符串的存储社会形态是字符(Char)数组。先能必须看看有一三个 字符串比较案例,代码如下:



运行结果如下:

0
-1
-2
-1
-32
-2049

能必须看出, compareTo 法律妙招是按字典顺序比较有一三个 字符串。具体比较规则能必须看代码注释。比较规则如下:

  • 字符串的每个字符完整版一样,返回 0
  • 字符串前面帕累托图的每个字符完整版一样,返回:上面就是有一三个 字符串长度差
  • 字符串前面帕累托图的每个字符居于不一样,返回:出先不一样的字符 ASCII 码的差值
    • 中文比较返回对应的 Unicode 编码值(Unicode 包含 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 法律妙招怎么实现字典顺序的。源码如图:

源码解析如下:

  • 第 1156 行:获取当前字符串和另有一三个字符串,长度较小的长度值 lim
  • 第 1161 行:否则 lim 大于 0 (较小的字符串非空),则刚始于比较
  • 第 1164 行:当前字符串和另有一三个字符串,依次字符比较。否则不相等,则返回两字符的 Unicode 编码值的差值
  • 第 1169 行:当前字符串和另有一三个字符串,依次字符比较。否则均相等,则返回有一三个 字符串长度的差值

就是要排序,肯定先有比较能力,即实现 Comparable 接口。否则实现此接口的对象列表(和数组)能必须通过 Collections.sort(和 Arrays.sort)进行排序。

还有 TreeSet 使用树社会形态实现(红黑树),集合中的元素进行排序。其中排序就是实现 Comparable 此接口

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

四、小结

上面也说到,你本身比较真是有一定的弊端:

  • 默认 compareTo 不忽略字符大小写。否则都可以忽略,则重新自定义 compareTo 法律妙招
  • 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?
  • 比如你本身类无法实现该接口。有一三个 final 类,也无法扩展新的类。其完整版都是处里方案:函数对象(Function Object)

法律妙招参数:定义有一三个 如此数据必须法律妙招的类,并传递该类的实例。有一三个 函数通过将其倒入有一三个 对象内部内部结构而被传递。你本身对象通常叫做函数对象(Funtion Object)

在接口法律妙招设计中, T execute(Callback callback) 参数中使用 callback 同类。比如在 Spring 源码中,能必须看出就是设计是:聚合优先于继承否则实现。另有一三个能必须减少就是继承否则实现。同类 SpringJdbcTemplate 场景设计,能必须考虑到你本身 Callback 设计实现。

代码示例

本文示例读者能必须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

  • 《数据社会形态与算法分析: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

以下专题教程我说您会有兴趣

  • 《多多线程 兵法:算法与数据社会形态》 https://www.bysocket.com/archives/2314/algorithm
  • 《Spring Boot 2.x 系列教程》

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  • 《Java 核心系列教程》

    https://www.bysocket.com/archives/21150

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