比较器工作方式的效率

Question

我正在尝试使用比较器来帮助对对象列表进行排序。我对比较器的工作原理以及在以下示例中的具体作用有疑问：

private static Comparator<Student> comparator()
{
        return (Student a, Student b) ->
        {  
                return Integer.compare(complexOperation(a), complexOperation(b));
        }
}

正如您在上面看到的，需要根据complexOperation() 方法返回的整数排名对学生进行比较和排序。顾名思义，这是一项繁重的操作。上述方法会是最有效的吗？或者最好基本上遍历我要排序的列表中的每个学生，对每个学生执行 complexOperation() 并将结果存储在 Student 对象的字段中。然后比较器会做一个：

Integer.compare(a.getRank(), b.getRank())

这两种方法是否具有可比性，或者，由于比较器的工作方式（可能将同一个对象与其他对象多次比较，因此在比较期间每个学生运行 complexOperation() 多次），这样做会更快吗？ complexOperation() 的预计算结果在学生字段中？

上面会这样调用：

Collections.sort(students, comparator());

希望这很清楚！

编辑： 可以说，为了它，不可能向 Student 对象添加字段（对于更复杂的情况，这是一个玩具问题，我不能随意修改 Student 对象）。也许创建一个自定义对象，让 Student 坐在里面并添加另一个字段，而不是在比较器中执行 complexOperation() 会更好吗？还是有另一种解决问题的方法？我可以考虑创建一个 Hashmap，将学生 id 作为键，将 complexOperation() 的结果作为值，然后在比较器中创建/访问该记录？

Answer 1

基本上，您希望通过比较每个学生映射到的一些值来比较学生。这通常由

    static Comparator<Student> comparator()
    {
        return Comparator.comparing( Foo::complexOperation );
    }

但是，由于函数complexOperation 过于昂贵，我们想要缓存它的结果。我们可以有一个通用的实用方法Function cache(Function)

    static Comparator<Student> comparator()
    {
        return Comparator.comparing( cache(Foo::complexOperation) );
    }

一般来说，调用者最好能提供一个Map作为缓存

public static <K,V> Function<K,V> cache(Function<K,V> f, Map<K,V> cache)
{
    return k->cache.computeIfAbsent(k, f);
}

我们可以使用IdentityHashMap作为默认缓存

public static <K,V> Function<K,V> cache(Function<K,V> f)
{
    return cache(f, new IdentityHashMap<>());
}

Answer 2

平均而言，您的排序算法将为 N 个学生的数组调用大约 log₂N 次 complexOperation() 方法。如果操作真的很慢，最好为每个学生运行一次。这可以为 1000 名学生带来一个数量级的改进。

但是，您不必明确地这样做：您可以让complexOperation(...) 存储每个学生的结果，然后在后续请求中返回缓存值：

private Map<Student,Integer> cache = new HashMap<Student,Integer>();

private int complexOperation(Student s) {
    // See if we computed the rank of the student before
    Integer res = cache.get(s);
    if (res != null) {
        // We did! Just return the stored result:
        return res.intValue();
    }
    ... // do the real computation here
    // Save the result for future invocations
    cache.put(s, result);
    return result;
}

请注意，为了使这种方法起作用，Student 类需要实现 hashCode 和 equals。