Java：面向对象设计；链表和栈答案

【问题标题】：Java: Object Oriented Design; LinkedList and StackJava：面向对象设计；链表和栈
【发布时间】：2011-04-20 13:12:36
【问题描述】：

我正在用 Java 编写 BFS 和 DFS。我希望做的是创建一个这样的类：

/** Preforms BFS and DFS on ...
*/
public class Search{


  private XXX toSearch;
  // where XXX is an interface of Stack and LinkedList that has
  // remove() and add() methods.  

  public Search(boolean isBFS){
    if(isBFS)
      toSearch = new LinkedList();
    else
      toSearch = new Stack();
  }

  public void preformSearch(){
    while(toSearch.size() > 0){
      preformSearchOn(toSearch.remove());  // <----- KEY LINE
    }
  }

  private void preformSearchOn(...){...}

}

这个类可以根据它的初始化方式执行 BFS 和 DFS。什么是XXX？我不认为它存在。

我认为面向对象编程的全部意义在于能够做这样很酷的事情。

处理这个问题的最干净的方法是什么？

【问题讨论】：

“执行”，而不是“预制”

标签： java list oop stack

【解决方案1】：

我认为您正在寻找Strategy pattern。这样做的方法不是 Java 特定的，也不是其他“很酷的东西”。这些类型的东西超越语言。

更具体地说，开发另外两个名为 BfsStrategy 和 DfsStrategy 的类。要求每个类实现一定的 Strategy 接口。使用您发布的类透明地对它们执行操作。（如果需要，将类/接口名称更改为更合适。）

例如：

public final class Seeker<E, K> {

    private final E structure;
    private final SearchStrategy strategy;

    public Seeker(final E aStructure, final SearchStrategy aStrategy) {
        structure = aStructure;
        strategy = aStrategy;
    }

    public boolean search(K aKey) {
        return strategy.search(structure, key); //Pretty generic.
    }

}

【讨论】：

好的，这很酷。我希望有比这更好的东西，但是……好吧。
策略模式的一个很好的用法是“不错”。它的清晰性和可维护性非常漂亮。

【解决方案2】：

就广度优先和深度优先搜索而言，统一两者的一种方法是为每个搜索编写 java.util.Iterator 实现。让它成为你统一的抽象；它已经是 JDK 的一部分。

【讨论】：

【解决方案3】：

常用接口是java.util.Queue。

作为先进先出队列，您可以使用（例如）java.util.LinkedList 或 java.util.ArrayDeque。

作为后进先出队列，您可以使用 java.util.Collections.asLifoQueue 包装任何 Deque。

堆栈以及超类 Vector 已被弃用，因为它同步所有方法访问，这通常是不必要的。我怀疑这就是它没有实现队列的原因。

【讨论】：

【解决方案4】：

XXX 应该是 java.util.AbstractList 类型，因为 LinkedList 和 Stack 都是从它派生的。

但这并不能解决您的问题，因为每个类的 remove() 方法的行为方式都相同。为了获得不同的行为，您实际上需要调用不同的删除方法：remove() 或 pop()。作为方法，这些 remove() 和 pop() 都在 java.util.Linkedlist 上实现（参见Queue 接口），无需使用 java .util.Stack 类。

您可以在 if 语句中调用不同的方法 pop() 和 remove()，但这肯定是一个面向对象的反模式。一个基本的 OO 解决方案是实现 3 个类：

名为Search类的抽象父类
BfsSearch：在搜索中使用 remove()。
DfsSearch：在搜索中使用 pop()。

这样，该类的用户可以使用Search，而无需知道他使用的是BfsSearch 还是DfsSearch。

更高级和更灵活的 OO 方法是使用 mike 所述的Strategy pattern。但是对于不需要这种灵活性的简单解决方案来说，这可能是矫枉过正。

顺便说一句，一本关于 OO 设计的优秀书籍将解释所有这些类型的选择和模式是Larman：

Applying UML and Patterns: An Introduction to Object-Oriented Analysis and Design and Iterative Development (3rd Edition)

【讨论】：