如何在 Java 中查询对象集合（Criteria/SQL-like）？

Question

假设您有一个包含数百个内存对象的集合，并且您需要查询此 List 以返回匹配某些 SQL 或 Criteria 类查询的对象。例如，您可能有一个 Car 对象列表，并且您想要返回 1960 年代制造的所有汽车，车牌以 AZ 开头，按车型名称排序。

我知道JoSQL，有没有人用过这个，或者对其他/本土解决方案有任何经验？

Answer 1

是的，我知道这是一篇旧帖子，但技术每天都在出现，答案会随着时间而改变。

我认为这是一个用 LambdaJ 解决的好问题。你可以在这里找到它： http://code.google.com/p/lambdaj/

这里有一个例子：

寻找活跃客户//（可迭代版本）

List<Customer> activeCustomers = new ArrayList<Customer>();  
for (Customer customer : customers) {  
  if (customer.isActive()) {  
    activeCusomers.add(customer);  
  }  
}  

LambdaJ 版本

List<Customer> activeCustomers = select(customers, 
                                        having(on(Customer.class).isActive()));  

当然，有这种美感会影响性能（有点……平均2倍），但是你能找到更可读的代码吗？

它有很多功能，另一个例子可能是排序：

排序迭代

List<Person> sortedByAgePersons = new ArrayList<Person>(persons);
Collections.sort(sortedByAgePersons, new Comparator<Person>() {
        public int compare(Person p1, Person p2) {
           return Integer.valueOf(p1.getAge()).compareTo(p2.getAge());
        }
}); 

使用 lambda 排序

List<Person> sortedByAgePersons = sort(persons, on(Person.class).getAge()); 

---

更新：在 java 8 之后，您可以使用开箱即用的 lambda 表达式，例如：

List<Customer> activeCustomers = customers.stream()
                                          .filter(Customer::isActive)
                                          .collect(Collectors.toList());                                      

Answer 2

过滤是执行此操作的一种方法，如其他答案中所述。

过滤是不可扩展的。从表面上看，时间复杂度似乎是 O(n)（即，如果集合中的对象数量会增长，则已经无法扩展），但实际上是因为一个 或多个需要根据查询对每个对象应用测试，更准确的时间复杂度是 O(nt)，其中 t 是应用到每个对象的测试数量。

所以性能会随着额外的对象添加到集合中而降低，和/或随着查询中测试数量的增加。

还有另一种方法可以做到这一点，使用索引和集合论。

一种方法是在您的集合中存储的对象内的字段上构建索引，然后您将在查询中对其进行测试。

假设您有一个Car 对象的集合，每个Car 对象都有一个字段color。假设您的查询相当于“SELECT * FROM cars WHERE Car.color = 'blue'”。你可以在Car.color 上建立一个索引，基本上看起来像这样：

'blue' -> {Car{name=blue_car_1, color='blue'}, Car{name=blue_car_2, color='blue'}}
'red'  -> {Car{name=red_car_1, color='red'}, Car{name=red_car_2, color='red'}}

然后给定查询WHERE Car.color = 'blue'，可以在 O(1) 时间复杂度内检索蓝色汽车的集合。如果您的查询中有其他测试，您可以测试该候选集中的每辆车，以检查它是否与查询中的其余测试相匹配。由于候选集可能明显小于整个集合，因此时间复杂度小于 O(n)（在工程意义上，请参见下面的 cmets）。将其他对象添加到集合中时，性能不会降低那么多。但这仍然不完美，请继续阅读。

另一种方法，我称之为常设查询索引。解释一下：通过传统的迭代和过滤，对集合进行迭代并测试每个对象以查看它是否与查询匹配。所以过滤就像在一个集合上运行一个查询。常设查询索引则相反，集合在查询上运行，但对于集合中的每个对象仅运行一次，即使该集合可以被查询任意次数。

常设查询索引就像用某种智能集合注册查询，这样当对象被添加到集合中或从集合中移除时，集合将根据已注册的所有常设查询自动测试每个对象。如果对象与常设查询匹配，则集合可以将其添加到/从专用于存储与该查询匹配的对象的集合中删除。随后，可以在 O(1) 时间复杂度内检索匹配任何已注册查询的对象。

以上信息取自CQEngine (Collection Query Engine)。这基本上是一个 NoSQL 查询引擎，用于使用类似 SQL 的查询从 Java 集合中检索对象，而无需遍历集合的开销。它是围绕上述想法构建的，还有更多。免责声明：我是作者。它是开源的，位于 Maven 中心。 如果你觉得有帮助，请点赞这个答案！

Answer 3

继续Comparator 主题，您可能还想看看Google Collections API。特别是，它们有一个名为Predicate 的接口，它的作用与Comparator 相似，因为它是一个可以被过滤方法使用的简单接口，例如Sets.filter。它们包括一大堆复合谓词实现，用于执行 AND、OR 等。

根据数据集的大小，使用这种方法可能比 SQL 或外部关系数据库方法更有意义。

Answer 4

Comparator 选项还不错，尤其是如果您使用匿名类（以免在项目中创建冗余类），但最终当您查看比较流程时，它几乎就像循环遍历自己整个集合，准确指定匹配项目的条件：

if (Car car : cars) {
    if (1959 < car.getYear() && 1970 > car.getYear() &&
            car.getLicense().startsWith("AZ")) {
        result.add(car);
    }
}

然后是排序......这可能是一个痛苦的背后，但幸运的是有类Collections及其sort方法，其中一个接收Comparator...

Answer 5

我在生产应用程序中使用了Apache Commons JXPath。它允许您将 XPath 表达式应用于 Java 中的对象图。

Answer 6

如果你需要一个具体的匹配，你可以让类实现 Comparator，然后创建一个包含所有散列字段的独立对象，并使用它来返回匹配的索引。当您想在集合中找到多个（潜在的）对象时，您将不得不求助于像 JoSQL 这样的库（它在我使用它的琐碎案例中运行良好）。

一般来说，我倾向于将 Derby 嵌入到我的小型应用程序中，使用 Hibernate 注释来定义我的模型类，并让 Hibernate 处理缓存方案以保持一切快速。

Answer 7

我会使用一个比较器，它需要一系列年份和车牌模式作为输入参数。然后只需遍历您的集合并复制匹配的对象。您最终可能会使用这种方法制作一整套自定义比较器。