Question

我想在Java中实现一个用于处理图形数据结构的类。我有一个Node类和一个Edge类。 Graph类维护两个列表：节点列表和边缘列表。每个节点必须具有唯一的名称。我如何防范这样的情况：

Graph g = new Graph();

Node n1 = new Node("#1");
Node n2 = new Node("#2");

Edge e1 = new Edge("e#1", "#1", "#2");

// Each node is added like a reference
g.addNode(n1);
g.addNode(n2);
g.addEdge(e1);

// This will break the internal integrity of the graph
n1.setName("#3");   
g.getNode("#2").setName("#4");

我相信我应该在将它们添加到图形时克隆节点和边缘，并返回一个将保持图形结构完整性的NodeEnvelope类。这是正确的做法还是设计从一开始就被打破了？

Answer 1

我在Java中使用图形结构很多，我的建议是创建Graph所依赖的Node和Edge类的任何数据成员，以保持其结构最终，没有setter。事实上，如果可以，我会使Node和Edge完全不可变，其中many benefits。

所以，例如：

public final class Node {

    private final String name;

    public Node(String name) {
           this.name = name;
    }

    public String getName() { return name; }
    // note: no setter for name
}

然后，您将在Graph对象中执行唯一性检查：

public class Graph {
    Set<Node> nodes = new HashSet<Node>();
    public void addNode(Node n) {
        // note: this assumes you've properly overridden 
        // equals and hashCode in Node to make Nodes with the 
        // same name .equal() and hash to the same value.
        if(nodes.contains(n)) {
            throw new IllegalArgumentException("Already in graph: " + node);
        }
        nodes.add(n);
    }
}

如果需要修改节点名称，请删除旧节点并添加新节点。这可能听起来像是额外的工作，但它可以节省很多努力，保持一切顺利。

但是，真的，从头开始创建自己的Graph结构可能是不必要的 - 这个问题只是你构建自己的问题时可能遇到的许多问题中的第一个。

我建议找一个好的开源Java图形库，然后使用它。根据您的工作情况，有一些选项可供选择。我过去曾使用JUNG，并建议将其作为一个很好的起点。

Answer 2

我不清楚为什么要为节点添加字符串名称的附加间接。你的Edge构造函数的签名是public Edge(String, Node, Node)而不是public Edge (String, String, String)更不合理吗？

我不知道克隆会在哪里帮助你。

ETA：如果危险来自于在创建节点后更改节点名称，如果客户端尝试在具有现有名称的节点上调用setName（），则抛出IllegalOperationException。

Answer 3

在我看来，除非明确说明你的数据结构是这样做的，否则你不应该克隆元素。

大多数事物的所需功能需要通过引用将实际对象传递到数据结构中。

如果您想让Node类更安全，请将其设为图的内部类。

Answer 4

使用NodeEnvelopes或边缘/节点工厂听起来像是过度设计给我。

你真的想在Node上暴露一个setName（）方法吗？您的示例中没有任何内容表明您需要它。如果您使Node和Edge类都不可变，那么您想象的大多数完整性违规方案都变得不可能。（如果您需要它们是可变的，但只有在它们被添加到Graph中之后，您可以通过在Graph.Add {Node，Edge}上设置为true的Node / Edge类上具有isInGraph标志来强制执行此操作。如果在设置此标志后调用，则让mutators抛出异常。）

我同意jhkiley将Node对象传递给Edge构造函数（而不是Strings）听起来是个好主意。

如果您想要一种更具侵入性的方法，您可以将Node类的指针返回到它所驻留的Graph，如果Node的任何关键属性（例如名称）发生变化，则更新Graph。但我不会这样做，除非你确定你需要能够在保留Edge关系的同时更改现有节点的名称，这似乎不太可能。

Answer 5

Object.clone（）存在一些主要问题，在大多数情况下不鼓励使用它。请参阅Joshua Bloch的“Effective Java”中的第11项，以获得完整的答案。我相信你可以安全地在原始类型数组上使用Object.clone（），但除此之外，你需要明智地正确使用和重写克隆。您最好定义一个复制构造函数或静态工厂方法，根据您的语义显式克隆该对象。

Answer 6

除了@ jhkiley.blogspot.com的评论之外，您还可以为边缘和节点创建一个工厂，拒绝创建具有已使用名称的对象。

添加新元素时我应该使用克隆吗？什么时候应该使用克隆？

6 个答案: