Google Guava 8-区间
来源:互联网 发布:人民大学网络继续教育 编辑:程序博客网 时间:2024/06/11 08:56
[Google Guava] 8-区间
原文链接 译文链接 译文:沈义扬
范例
1
List scores;
2
Iterable belowMedian =Iterables.filter(scores,Range.lessThan(median));
3
...
4
Range validGrades = Range.closed(
1
,
12
);
5
for
(
int
grade : ContiguousSet.create(validGrades, DiscreteDomain.integers())) {
6
...
7
}
简介
区间,有时也称为范围,是特定域中的凸性(非正式说法为连续的或不中断的)部分。在形式上,凸性表示对a<=b<=c, range.contains(a)且range.contains(c)意味着range.contains(b)。
区间可以延伸至无限——例如,范围”x>3″包括任意大于3的值——也可以被限制为有限,如” 2<=x<5″。Guava用更紧凑的方法表示范围,有数学背景的程序员对此是耳熟能详的:
- (a..b) = {x | a < x < b}
- [a..b] = {x | a <= x <= b}
- [a..b) = {x | a <= x < b}
- (a..b] = {x | a < x <= b}
- (a..+∞) = {x | x > a}
- [a..+∞) = {x | x >= a}
- (-∞..b) = {x | x < b}
- (-∞..b] = {x | x <= b}
- (-∞..+∞) = 所有值
上面的a、b称为端点 。为了提高一致性,Guava中的Range要求上端点不能小于下端点。上下端点有可能是相等的,但要求区间是闭区间或半开半闭区间(至少有一个端点是包含在区间中的):
- [a..a]:单元素区间
- [a..a); (a..a]:空区间,但它们是有效的
- (a..a):无效区间
Guava用类型Range<C>表示区间。所有区间实现都是不可变类型。
构建区间
区间实例可以由Range类的静态方法获取:
(a..b)open(C, C)[a..b]closed(C, C)[a..b)closedOpen(C, C)(a..b]openClosed(C, C)(a..+∞)greaterThan(C)[a..+∞)atLeast(C)(-∞..b)lessThan(C)(-∞..b]atMost(C)(-∞..+∞)all()1
Range.closed(
"left"
,
"right"
);
//字典序在"left"和"right"之间的字符串,闭区间
2
Range.lessThan(
4.0
);
//严格小于4.0的double值
此外,也可以明确地指定边界类型来构造区间:
有界区间range(C, BoundType, C, BoundType)无上界区间:((a..+∞) 或[a..+∞))downTo(C, BoundType)无下界区间:((-∞..b) 或(-∞..b])upTo(C, BoundType)这里的BoundType是一个枚举类型,包含CLOSED和OPEN两个值。
1
Range.downTo(
4
, boundType);
// (a..+∞)或[a..+∞),取决于boundType
2
Range.range(
1
, CLOSED,
4
, OPEN);
// [1..4),等同于Range.closedOpen(1, 4)
区间运算
Range的基本运算是它的contains(C) 方法,和你期望的一样,它用来区间判断是否包含某个值。此外,Range实例也可以当作Predicate,并且在函数式编程中使用(译者注:见第4章)。任何Range实例也都支持containsAll(Iterable<? extends C>)方法:
1
Range.closed(
1
,
3
).contains(
2
);
//return true
2
Range.closed(
1
,
3
).contains(
4
);
//return false
3
Range.lessThan(
5
).contains(
5
);
//return false
4
Range.closed(
1
,
4
).containsAll(Ints.asList(
1
,
2
,
3
));
//return true
查询运算
Range类提供了以下方法来 查看区间的端点:
- hasLowerBound()和hasUpperBound():判断区间是否有特定边界,或是无限的;
- lowerBoundType()和upperBoundType():返回区间边界类型,CLOSED或OPEN;如果区间没有对应的边界,抛出IllegalStateException;
- lowerEndpoint()和upperEndpoint():返回区间的端点值;如果区间没有对应的边界,抛出IllegalStateException;
- isEmpty():判断是否为空区间。
1
Range.closedOpen(
4
,
4
).isEmpty();
// returns true
2
Range.openClosed(
4
,
4
).isEmpty();
// returns true
3
Range.closed(
4
,
4
).isEmpty();
// returns false
4
Range.open(
4
,
4
).isEmpty();
// Range.open throws IllegalArgumentException
5
Range.closed(
3
,
10
).lowerEndpoint();
// returns 3
6
Range.open(
3
,
10
).lowerEndpoint();
// returns 3
7
Range.closed(
3
,
10
).lowerBoundType();
// returns CLOSED
8
Range.open(
3
,
10
).upperBoundType();
// returns OPEN
关系运算
包含[enclose]
区间之间的最基本关系就是包含[encloses(Range)]:如果内区间的边界没有超出外区间的边界,则外区间包含内区间。包含判断的结果完全取决于区间端点的比较!
- [3..6] 包含[4..5] ;
- (3..6) 包含(3..6) ;
- [3..6] 包含[4..4),虽然后者是空区间;
- (3..6]不 包含[3..6] ;
- [4..5]不 包含(3..6),虽然前者包含了后者的所有值,离散域[discrete domains]可以解决这个问题(见8.5节);
- [3..6]不 包含(1..1],虽然前者包含了后者的所有值。
包含是一种偏序关系[partial ordering]。基于包含关系的概念,Range还提供了以下运算方法。
相连[isConnected]
Range.isConnected(Range)判断区间是否是相连的。具体来说,isConnected测试是否有区间同时包含于这两个区间,这等同于数学上的定义”两个区间的并集是连续集合的形式”(空区间的特殊情况除外)。
相连是一种自反的[reflexive]、对称的[symmetric]关系。
1
Range.closed(
3
,
5
).isConnected(Range.open(
5
,
10
));
// returns true
2
Range.closed(
0
,
9
).isConnected(Range.closed(
3
,
4
));
// returns true
3
Range.closed(
0
,
5
).isConnected(Range.closed(
3
,
9
));
// returns true
4
Range.open(
3
,
5
).isConnected(Range.open(
5
,
10
));
// returns false
5
Range.closed(
1
,
5
).isConnected(Range.closed(
6
,
10
));
// returns false
交集[intersection]
Range.intersection(Range)返回两个区间的交集:既包含于第一个区间,又包含于另一个区间的最大区间。当且仅当两个区间是相连的,它们才有交集。如果两个区间没有交集,该方法将抛出IllegalArgumentException。
交集是可互换的[commutative] 、关联的[associative] 运算[operation]。
1
Range.closed(
3
,
5
).intersection(Range.open(
5
,
10
));
// returns (5, 5]
2
Range.closed(
0
,
9
).intersection(Range.closed(
3
,
4
));
// returns [3, 4]
3
Range.closed(
0
,
5
).intersection(Range.closed(
3
,
9
));
// returns [3, 5]
4
Range.open(
3
,
5
).intersection(Range.open(
5
,
10
));
// throws IAE
5
Range.closed(
1
,
5
).intersection(Range.closed(
6
,
10
));
// throws IAE
跨区间[span]
Range.span(Range)返回”同时包括两个区间的最小区间”,如果两个区间相连,那就是它们的并集。
span是可互换的[commutative] 、关联的[associative] 、闭合的[closed]运算[operation]。
1
Range.closed(
3
,
5
).span(Range.open(
5
,
10
));
// returns [3, 10)
2
Range.closed(
0
,
9
).span(Range.closed(
3
,
4
));
// returns [0, 9]
3
Range.closed(
0
,
5
).span(Range.closed(
3
,
9
));
// returns [0, 9]
4
Range.open(
3
,
5
).span(Range.open(
5
,
10
));
// returns (3, 10)
5
Range.closed(
1
,
5
).span(Range.closed(
6
,
10
));
// returns [1, 10]
离散域
部分(但不是全部)可比较类型是离散的,即区间的上下边界都是可枚举的。
在Guava中,用DiscreteDomain<C>实现类型C的离散形式操作。一个离散域总是代表某种类型值的全集;它不能代表类似”素数”、”长度为5的字符串”或”午夜的时间戳”这样的局部域。
DiscreteDomain提供的离散域实例包括:
类型离散域Integerintegers()Longlongs()一旦获取了DiscreteDomain实例,你就可以使用下面的Range运算方法:
- ContiguousSet.create(range, domain):用ImmutableSortedSet<C>形式表示Range<C>中符合离散域定义的元素,并增加一些额外操作——译者注:实际返回ImmutableSortedSet的子类ContiguousSet。(对无限区间不起作用,除非类型C本身是有限的,比如int就是可枚举的)
- canonical(domain):把离散域转为区间的”规范形式”。如果ContiguousSet.create(a, domain).equals(ContiguousSet.create(b, domain))并且!a.isEmpty(),则有a.canonical(domain).equals(b.canonical(domain))。(这并不意味着a.equals(b))
1
ImmutableSortedSet set = ContigousSet.create(Range.open(
1
,
5
), iscreteDomain.integers());
2
//set包含[2, 3, 4]
3
ContiguousSet.create(Range.greaterThan(
0
), DiscreteDomain.integers());
4
//set包含[1, 2, ..., Integer.MAX_VALUE]
注意,ContiguousSet.create并没有真的构造了整个集合,而是返回了set形式的区间视图。
你自己的离散域
你可以创建自己的离散域,但必须记住DiscreteDomain契约的几个重要方面。
- 一个离散域总是代表某种类型值的全集;它不能代表类似”素数”或”长度为5的字符串”这样的局部域。所以举例来说,你无法构造一个DiscreteDomain以表示精确到秒的JODA DateTime日期集合:因为那将无法包含JODA DateTime的所有值。
- DiscreteDomain可能是无限的——比如BigInteger DiscreteDomain。这种情况下,你应当用minValue()和maxValue()的默认实现,它们会抛出NoSuchElementException。但Guava禁止把无限区间传入ContiguousSet.create——译者注:那明显得不到一个可枚举的集合。
如果我需要一个Comparator呢?
我们想要在Range的可用性与API复杂性之间找到特定的平衡,这部分导致了我们没有提供基于Comparator的接口:我们不需要操心区间是怎样基于不同Comparator互动的;所有API签名都是简单明确的;这样更好。
另一方面,如果你需要任意Comparator,可以按下列其中一项来做:
- 使用通用的Predicate接口,而不是Range类。(Range实现了Predicate接口,因此可以用Predicates.compose(range, function)获取Predicate实例)
- 使用包装类以定义期望的排序。
译者注:实际上Range规定元素类型必须是Comparable,这已经满足了大多数需求。如果需要自定义特殊的比较逻辑,可以用Predicates.compose(range, function)组合比较的function。
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