使用映射值的 Java 比较器排序问题

Question

我有一个场景，我需要获取Map<String, Set<String>> 的键，并将它们添加到已排序的新Set<String> 中。排序顺序基于每个键的 Map 值。映射的每个键的值是一个包含与该键相关的其他键的 Set。

我需要以这样一种方式对键进行排序，即相关键必须在另一个键之前，该键包含在其相关集中。要使用编程范式，它类似于要求在前一行声明一个变量，然后才能在另一行引用它。

例如，下面表示Map<String, Set<String>>的内容：

abc=[def, ghi, jkl, mno]
def=[]
ghi=[def]
jkl=[ghi, stu]
mno=[]
pqr=[abc]
stu=[def]
vwx=[mno, ghi]
zy0=[jkl]

在这个例子中，键“jkl”与键“ghi”和“stu”有关系，“def”与任何键都没有关系。

注意：这种关系只能是单向的。因此，例如，如果“ghi”与“def”相关，则“def”永远不会与“ghi”相关。

所以，对于上面的 Map，排序顺序是：

def=[]
mno=[]
ghi=[def]
stu=[def]
vwx=[mno, ghi]
jkl=[ghi, stu]
zy0=[jkl]
abc=[def, ghi, jkl, mno]
pqr=[abc]

这是我写的比较器。它位于使用上述示例的可运行测试类中：

import java.util.*;

public class RelationshipComparator_Test {
    public static void main(String[] args) {
        String[] testMap = "abc=[def,ghi,jkl,mno]|def=[]|ghi=[def]|jkl=[ghi,stu]|mno=[]|pqr=[abc]|stu=[def]|vwx=[mno,ghi]|zy0=[jkl]".split("[|]");
        Map<String, Set<String>> relationshipMap = new HashMap<>();
        for (String entry : testMap) {
            String[] keyValue = entry.split("[=]");
            String replacement = keyValue[1].replaceAll("[^a-z0-9,]", "");
            Set<String> valueSet = new HashSet<>();
            String[] values = (!replacement.equals("") ? replacement.split("[,]") : new String[0]);
            Collections.addAll(valueSet, values);
            relationshipMap.put(keyValue[0], valueSet);
        }
        Set<String> sortedKeys = new TreeSet<>(new RelationshipComparator(relationshipMap));
        sortedKeys.addAll(relationshipMap.keySet());
        for (String key : sortedKeys) {
            System.out.println(key + "=" + relationshipMap.get(key));
        }
    }

    static class RelationshipComparator implements Comparator<String> {
        private Map<String, Set<String>> relationshipMap;

        RelationshipComparator(Map<String, Set<String>> relationshipMap) {
            this.relationshipMap = relationshipMap;
        }

        @Override
        public int compare(String o1, String o2) {
            Set<String> o1Set = relationshipMap.get(o1);
            Set<String> o2Set = relationshipMap.get(o2);
            if (o1Set != null && o2Set != null) {
                if (o1Set.size() == 0 && o2Set.size() > 0) {
                    printCompare(o1, o2, "o1Set.size() == 0: -1");
                    return -1;
                }
                if (o2Set.size() == 0 && o1Set.size() > 0) {
                    printCompare(o1, o2, "o2Set.size() == 0: 1");
                    return 1;
                }
                if (o1Set.contains(o2)) {
                    printCompare(o1, o2, "o1Set.contains(o2): 1");
                    return 1;
                }
                if (o2Set.contains(o1)) {
                    printCompare(o1, o2, "o2Set.contains(o1): -1");
                    return -1;
                }
            }
            printCompare(o1, o2, "default: " + o1.compareTo(o2));
            return o1.compareTo(o2);
        }

        private void printCompare(String o1, String o2, String result) {
            System.out.println("**********");
            System.out.println("o1: " + o1 + "=" + relationshipMap.get(o1));
            System.out.println("o2: " + o2 + "=" + relationshipMap.get(o2));
            System.out.println("result: " + result);
            System.out.println("**********");
            System.out.println();
        }
    }
}

如果您运行代码，您将看到以下输出：

def=[]
mno=[]
ghi=[def]
jkl=[stu, ghi]
abc=[def, ghi, jkl, mno]
pqr=[abc]
stu=[def]
vwx=[ghi, mno]
zy0=[jkl]

这是不正确的，因为“jkl”引用“stu”，但“stu”排在“jkl”之后。

任何帮助将不胜感激。

Answer 1

你说关系是单向的，这排除了明显的情况，例如：

a=[b]
b=[a]

无法解决。但是，我们还需要排除循环关系，例如：

a=[b]
b=[c]
c=[a]

如果是这种情况，那么我相信您可以通过使用PriorityQueue 按与键相关的值集的大小对键进行排序来实现所需的排序。当键从队列中移除时，它们也必须从包含它们的任何相关值集中移除。可以从反向 Map<String, Set<String>> 中恢复哪些值集包含给定键，其中包含引用给定值键的键集。

希望一些代码能让事情更清楚：

static List<String> orderByRef(Map<String, Set<String>> relationshipMap)
{
  final Map<String, Set<String>> relationshipMapCopy = new HashMap<>();
  for(String key : relationshipMap.keySet())
    relationshipMapCopy.put(key, new HashSet<>(relationshipMap.get(key)));

  final Map<String, Set<String>> referencedBy = new HashMap<>();
  for(String key : relationshipMap.keySet())
    referencedBy.put(key, new HashSet<>());

  for (Entry<String,Set<String>> e : relationshipMapCopy.entrySet())
    for(String v : e.getValue())
      referencedBy.get(v).add(e.getKey());

  PriorityQueue<String> pq = new PriorityQueue<>(new Comparator<String>()
  {
    @Override
    public int compare(String k1, String k2)
    {
      return relationshipMapCopy.get(k1).size() - relationshipMapCopy.get(k2).size();
    }
  });
  pq.addAll(relationshipMap.keySet());

  List<String> orderedKeys = new ArrayList<>();
  while(!pq.isEmpty()) 
  {      
    String minKey = pq.poll();
    if(!relationshipMapCopy.get(minKey).isEmpty()) 
    {
      // cyclic relationship
      break;
    }
    orderedKeys.add(minKey);
    for(String refKey : referencedBy.get(minKey))
    {
      // remove minKey from value set of refKey 
      relationshipMapCopy.get(refKey).remove(minKey);
      // reorder refKey in pq
      pq.remove(refKey);
      pq.add(refKey);
    }
  }

  return orderedKeys;    
}

请注意，由于我们通过从值集中删除键来修改relationshipMap，因此我们首先需要创建一个深层副本。此外，我们可以通过检查 min 键的值集是否为空来检测循环关系的存在。

输出：

def []
mno []
stu [def]
ghi [def]
vwx [ghi, mno]
jkl [stu, ghi]
zy0 [jkl]
abc [def, ghi, jkl, mno]
pqr [abc]

这满足了没有键在出现在列表中之前被引用的约束。

对于包含循环关系的输入，例如(z=[y]|y=[]|a=[b]|b=[c]|c=[a])，我们得到：

y []
z [y]