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Design Pattern Practice

1.序
本文从一个简单的多列排序的例子入手,由浅入深地讲解Design Pattern(设计模式)的目的、分析和实践。
文中的例子用到Compositor Pattern和Decorator Pattern。
同时,文中的例子也提供了一类问题(条件组合问题)的解决方案。

2.问题的引入
Design Pattern(设计模式)的目标是,把共通问题中的不变部分和变化部分分离出来。不变的部分,就构成了Design Pattern(设计模式)。这一点和Framework(框架)有些象。
下面举个排序的例子,说明如何抽取问题中的不变部分。
假设一个Java类Record有field1,field2,field3等字段。


public class Record{
public int field1;
public long field2;
public double filed3;
};


我们还有一个Record对象的数组Record[] records。我们需要对这个数组按照不同的条件排序。
首先,按照field1的大小从小到大进行升序排序。
排序函数如下:


void sort(Record[] records){
for(int i =…){
for(int j=…){
if(records[ i ].field1 > records[ j ].field1)
// swap records[ i ] and records[ j ]
}
}
}


其次,按照field2的大小从小到大进行升序排序。

void sort(Record[] records){
for(int i =…){
for(int j=…){
if(records[ i ].field2 > records[ j ].field2)
// swap records[ i ] and records[ j ]
}
}
}


再次,按照field3的大小从小到大进行升序排序。
...
这种要求太多了,我们写了太多的重复代码。我们可以看到,问题的变化部分,只有判断条件部分(黑体的if条件判断语句)。
我们可以引入一个Comparator接口,把这个变化的部分抽取出来。

public interface Comparator(){
public boolean greaterThan(Record a, Record b);
};


sort函数就可以这样写(把判断条件作为参数):


void sort(Record[] records, Comparator compare){
for(int i =….){
for(int j=….){
if(compare.greaterThen(records[ i ], records[ j ]))
// swap records[ i ] and records[ j ]
}
}
}


这样,对应第一个要求――对records数组按照field1的大小排序。
我们可以做一个实现Comparator接口的CompareByField1类。


public class CompareByField1 implements Comparator{
public boolean greaterThan(Record a, Record b){
if(a.filed1 > b.filed1){
return ture;
}
return false;
}
}


sort函数的调用为:

sort(records, new CompareByField1());


这样,对应第一个要求――对records数组按照field2的大小排序。
我们可以做一个实现Comparator接口的CompareByField2类。

public class CompareByField2 implements Comparator{
public boolean greaterThan(Record a, Record b){
if(a.filed2 > b.filed2){
return ture;
}
return false;
}
}
[code]

sort函数的调用为:
[code]
sort(records, new CompareByField2());


按照C++ STL的叫法,这里的sort称为算法(Algorithm),records称为容器(集合),Comparator称为函数对象(Function Object)。

JDK的java.util.Collections类的sort方法和java.util.Comparator接口就是按照这样的思路设计的。下面我们来看看如何应用sort和Comparator解决多列排序问题。

buaawhl

发表文章: 18
注册时间: 2004年07月06日 10:53
Re: 这么多设计模式,我的看法和理解 发表: 2004年07月09日 18:37 回复
3.多列排序问题

3.1排序条件的数量

我们知道,SQL语句能够实现强大的排序功能,能够按照不同字段的排列进行排序,也能够按照升序,降序排序。比如下面的语句。
order by field1 asc, field2 asc, field3 desc。

这个排序条件按照field1的升序,field2的升序,field3的降序排序。
注意,排在前面的字段具有较高的优先级。
比如,两条纪录A和B,满足如下条件:
(1)A.field1 > B.field1,(2)A.field2 < B.field2。
这时如果按照order by field1, field2语句排序,那么 A > B。
如果上述条件中的(1)A.field1 > B.field1变化为A.field1 == B.field1。这时,条件(2)就会起作用。这时,A < B。

我们来看看在Java中如何实现这种灵活而强大的排序。
我们还是以上一节的Record类为例。Record类有3个字段,我们来看一看,有多少种可能的排序条件。
(1)按field1排序。(2)按field2排序。(3)按field3排序。(4)按field1,field2排序。(5)按field1升序,按field2降序排序…...

各种排序条件的排列组合,大概共有30种。而且,随着字段个数的增长,排序条件的个数呈幂级数的增长。
按照上一节的sort和Comparator方法,如果我们需要达到按照任意条件进行排序的目的,那么我们需要为每一个排序条件提供一个Comparator,我们需要30个Comparator类。:-)

当然,我们不会这么做,我们能够进一步提取这个问题中的相同重复部分,优化我们的解决方案。

3.2 问题分析
我们来分析这个问题中变化的部分和不变的部分。
上面所有的排序条件中,不变的部分有3部分:
(1)A.field1和B.field1的比较,
(2)A.field2和B.field2的比较,
(3)A.field3和B.field3的比较;

变化的部分有两部分,
(1)这三种比较条件的任意组合排列,
(2)升序和降序。

根据这段分析,我们引入两个类,ReverseComparator类和CompositeComparator类。
CompositeComparator类用来解决字段的组合排列问题。
ReverseComparator类用来解决字段的升序、降序问题。

3.3 ReverseComparator类的代码

import java.util.Comparator;

public class ReverseComparator implements Comparator{
/** the original comparator*/
private Comparator originalComparator = null;

/** constructor takes a comparator as parameter */
public ReverseComparator(Comparator comparator){
originalComparator = comparator;
}

/** reverse the result of the original comparator */
public int compare(Object o1, Object o2){
return - originalComparator.compare(o1, o2);
}
}


3.4 CompositeComparator类的代码

import java.util.Comparator;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.LinkedList;

public class CompositeComparator implements Comparator{
/** in the condition list, comparators' priority decrease from head to tail */
private List comparators = new LinkedList();

/** get the comparators, you can manipulate it as need.*/
public List getComparators(){
return comparators;
}

/** add a batch of comparators to the condition list */
public void addComparators(Comparator[] comparatorArray){
if(comparatorArray == null){
return;
}

for(int i = 0; i < comparatorArray.length; i++){
comparators.add(comparatorArray[i]);
}
}

/** compare by the priority */
public int compare(Object o1, Object o2){
for(Iterator iterator = comparators.iterator(); iterator.hasNext();){
Comparator comparator = (Comparator)iterator.next();

int result = comparator.compare(o1, o2);

if(result != 0){
return result;
}
}

return 0;
}
}


3.5 Comparator的组合应用
这一节讲述上面两个类的用法。
对应前面的排序问题,我们只需要3个Comparator类:
(1)Field1Comaprator;
(2)Field2Comaprator;
(3)Field3Comaprator。

下面举例说明,如何组合这些Comparator实现不同的排序条件。
(1)order by field1, field2


CompoiComparator myComparator = new CompoiComparator();
myComparator. addComparators(
new Comparator[]{
new Field1Comaprator (), new Field2Comaprator ()};
);

// records is a list of Record
Collections.sort(records, myComparator);

(1)order by field1 desc, field2

CompoiComparator myComparator = new CompoiComparator();
myComparator. addComparators(
new Comparator[]{
new ReverseComparator(new Field1Comaprator ()),
new Field2Comaprator ()};
);

// records is a list of Record
Collections.sort(records, myComparator);



这里提供的ReverseComparator类和CompositeComparator类都采用了Decorator Pattern。
CompositeComparator类同时也是Composite Pattern。

4.过滤条件的排列组合
过滤条件问题也属于条件组合问题的范畴。比如JDK提供的java.io.File类提供了一个文件过滤方法listFile(FileFilter),用户可以定制不同的FileFilter,实现不同的过滤条件,比如文件时间在某个范围内;文件后缀名,文件名符合某种模式;是目录,还是文件,等等。
同样,我们可以应用上述的解决方法,实现灵活的过滤条件组合――用一个CompositeFilter类任意组合过滤条件,用一个ReverseFilter类作为排除条件。

4.1 CompositeFilter类的代码

import java.io.FileFilter;
import java.io.File;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.LinkedList;

public class CompositeFilter implements FileFilter {

/** in the filter list, every condition should be met. */
private List filters = new LinkedList();

/** get the filters, you can manipulate it as need.*/
public List getFilters(){
return filters;
}

/** add a batch of filters to the condition list */
public void addComparators(FileFilter[] filterArray){
if(filterArray == null){
return;
}

for(int i = 0; i < filterArray.length; i++){
filters.add(filterArray[i]);
}
}

/** must meet all the filter condition */
public boolean accept(File pathname) {
for(Iterator iterator = filters.iterator(); iterator.hasNext();){
FileFilter filter = (FileFilter)iterator.next();

boolean result = filter.accept(pathname);

// if any condition can not be met, return false.
if(result == false){
return false;
}
}

// all conditions are met, return true.
return true;
}
}


4.2 ReverseFilter类的代码


import java.util.Comparator;

public class ReverseComparator implements Comparator{
/** the original comparator*/
private Comparator originalComparator = null;

/** constructor takes a comparator as parameter */
public ReverseComparator(Comparator comparator){
originalComparator = comparator;
}

/** reverse the result of the original comparator */
public int compare(Object o1, Object o2){
return - originalComparator.compare(o1, o2);
}
}

posted on 2007-12-04 22:48 怡众科技 阅读(1296) 评论(1)  编辑  收藏 所属分类: 转载区

评论:
# re: 关于设计模式应用的意义 2008-05-13 15:10 | question
你的排序好象达不到SQL按多列排序的效果????????  回复  更多评论
  

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