Question

这更像是我想分享的问题而不是问题：当使用toString()进行打印时，Java将检测Collection中的直接循环（Collection指向自身），但不是间接循环（其中Collection是指另一个集合，它指的是第一个 - 或者更多的步骤）。

import java.util.*;
public class ShonkyCycle {
  static public void main(String[] args) {
    List a = new LinkedList();
    a.add(a);                      // direct cycle
    System.out.println(a);         // works:  [(this Collection)]

    List b = new LinkedList();
    a.add(b);
    b.add(a);                      // indirect cycle
    System.out.println(a);         // shonky:  causes infinite loop!
  }
}

对我来说这是一个真正的问题，因为它发生在调试代码中以打印出Collection（当它遇到直接循环时我感到很惊讶，所以我错误地认为他们已经实现了一般的检查）。有一个问题：为什么？

我能想到的解释是，检查引用自身的集合是非常便宜的，因为您只需要存储集合（您已经拥有），但是对于更长的周期，您需要存储所有您遇到的集合，从根开始。此外，您可能无法确定根是什么，因此您必须将每个集合存储在系统中 - 无论如何都要存储 - 但您还必须这样做每个集合元素的哈希查找。对于相对罕见的周期（在大多数编程中），这是非常昂贵的。（我认为）它检查直接周期的唯一原因是因为它如此便宜（一个参考比较）。

好的...我有点回答了我自己的问题 - 但是我错过了什么重要的事吗？有人想要添加任何内容吗？

澄清：我现在意识到我看到的问题特定于打印一个集合（即toString()方法）。循环本身没有问题（我自己使用它们并需要它们）;问题是Java无法打印它们。编辑 Andrzej Doyle指出它不仅仅是集合，而是任何调用toString的对象。

鉴于它受此方法的限制，这里有一个检查它的算法：

root是调用第一个toString()的对象（为了确定这一点，你需要保持关于toString当前是否正在进行的状态;所以这很不方便）。
- 在遍历每个对象时，将其添加到IdentityHashMap以及唯一标识符（例如递增的索引）。
- 但如果此对象已在Map中，请改为写出其标识符。

此方法还可以正确呈现multirefs（多次引用的节点）。

内存成本是IdentityHashMap（每个对象一个引用和索引）;复杂性成本是有向图中每个节点（即每个打印的对象）的哈希查找。

Answer 1

我认为从根本上说这是因为虽然语言试图阻止你在脚下射击，但它不应该以一种昂贵的方式这样做。因此，虽然比较对象指针（例如obj == this）几乎是免费的，但除此之外的任何事情都涉及调用您传入的对象上的方法。

此时，库代码对您传入的对象一无所知。例如，泛型实现不知道它们是Collection的实例（或{{1 }}）本身，虽然它可以通过Iterable找到它，谁会说它是否是一个“类似集合”的对象，它实际上不是一个集合，但仍然包含一个延迟的循环引用？其次，即使它是一个集合，也不知道它的实际实现是什么，因此行为就像。理论上，人们可以拥有一个包含所有Longs的集合，这些集合将被懒惰地使用;但由于图书馆不知道这一点，因此迭代每个条目会非常昂贵。或者实际上甚至可以设计一个永远不会终止的迭代器集合（虽然这在实践中很难使用，因为很多构造/库类假设instanceof最终会返回hasNext）。 / p>

所以它基本上归结为一个未知的，可能是无限的代价，以阻止你做一些可能实际上不是问题的事情。

Answer 2

我只想指出这句话：

使用toString（）打印时， Java将在集合中检测直接循环

具有误导性。

Java （JVM，语言本身等）未检测到自引用。相反，这是toString()方法/覆盖java.util.AbstractCollection的属性。

如果您要创建自己的Collection实现，语言/平台不会自动保护您免受这样的自我引用 - 除非您扩展AbstractCollection，否则您必须确保你自己掩盖了这个逻辑。

我可能会在这里分裂，但我认为这是一个重要的区别。仅仅因为JDK中的一个基础类做了某些事情并不意味着“Java”作为一个整体的保护伞。

以下是AbstractCollection.toString()中的相关源代码，其中的关键行已注明：

public String toString() {
    Iterator<E> i = iterator();
    if (! i.hasNext())
        return "[]";

    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    sb.append('[');
    for (;;) {
        E e = i.next();
        // self-reference check:
        sb.append(e == this ? "(this Collection)" : e); 
        if (! i.hasNext())
            return sb.append(']').toString();
        sb.append(", ");
    }
}

Answer 3

您建议的算法问题是您需要将IdentityHashMap传递给所涉及的所有集合。使用已发布的Collection API无法做到这一点。 Collection接口未定义toString(IdentityHashMap)方法。

我想，无论是谁，Sun都会将自我参考检查纳入考虑所有这一切的AbstractCollection.toString()方法中，并且（与他的同事一起）决定“整体解决方案”超越顶部。我认为目前的设计/实施是正确的。

并不要求Object.toString实现是防弹的。

Answer 4

你是对的，你已经回答了自己的问题。检查更长的周期（特别是长周期，例如周期长度1000）将是过多的开销，并且在大多数情况下不需要。如果有人想要，他必须亲自检查。

然而，直接循环的情况很容易检查并且会更频繁地发生，所以它是由Java完成的。

Answer 5

你无法真正发现间接周期;这是暂停问题的一个典型例子。

为什么Java toString（）在间接循环中无限循环？

5 个答案: