8-区间 · Java 开源项目中文文档

# 8-区间 [原文链接](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/RangesExplained) [译文链接](http://ifeve.com/google-guava-ranges) **译文：**沈义扬 ## 范例 ``` List scores; Iterable belowMedian =Iterables.filter(scores,Range.lessThan(median)); ... Range validGrades = Range.closed(1, 12); for(int grade : ContiguousSet.create(validGrades, DiscreteDomain.integers())) { ... } ``` ## 简介区间，有时也称为范围，是特定域中的凸性（非正式说法为连续的或不中断的）部分。在形式上，凸性表示对a<=b<=c, range.contains(a)且range.contains(c)意味着range.contains(b)。区间可以延伸至无限——例如，范围”x>3″包括任意大于3的值——也可以被限制为有限，如” 2<=x<5″。Guava用更紧凑的方法表示范围，有数学背景的程序员对此是耳熟能详的： * (a..b) = {x | a < x < b} * [a..b] = {x | a <= x <= b} * [a..b) = {x | a <= x < b} * (a..b] = {x | a < x <= b} * (a..+∞) = {x | x > a} * [a..+∞) = {x | x >= a} * (-∞..b) = {x | x < b} * (-∞..b] = {x | x <= b} * (-∞..+∞) = 所有值上面的a、b称为端点。为了提高一致性，Guava中的Range要求上端点不能小于下端点。上下端点有可能是相等的，但要求区间是闭区间或半开半闭区间（至少有一个端点是包含在区间中的）： * [a..a]：单元素区间 * [a..a); (a..a]：空区间，但它们是有效的 * (a..a)：无效区间 Guava用类型[Range<C>](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html)表示区间。所有区间实现都是不可变类型。 ## 构建区间区间实例可以由[Range](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html)类的静态方法获取： | (a..b) | [open(C, C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#open%28java.lang.Comparable,java.lang.Comparable%29) | |:--- |:--- | | [a..b] | [closed(C, C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#closed%28java.lang.Comparable,java.lang.Comparable%29) | | [a..b) | [closedOpen(C, C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#closedOpen%28java.lang.Comparable,java.lang.Comparable%29) | | (a..b] | [openClosed(C, C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#openClosed%28java.lang.Comparable,java.lang.Comparable%29) | | (a..+∞) | [greaterThan(C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#greaterThan%28C%29) | | [a..+∞) | [atLeast(C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#atLeast%28C%29) | | (-∞..b) | [lessThan(C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#lessThan%28C%29) | | (-∞..b] | [atMost(C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#atMost%28C%29) | | (-∞..+∞) | [all()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#all%28%29) | ``` Range.closed("left", "right"); //字典序在"left"和"right"之间的字符串，闭区间 Range.lessThan(4.0); //严格小于4.0的double值 ``` 此外，也可以明确地指定边界类型来构造区间： | 有界区间 | [range(C, BoundType, C, BoundType)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/co…collect.BoundType,java.lang.Comparable,com.google.common.collect.BoundType)) | |:--- |:--- | | 无上界区间：((a..+∞) 或[a..+∞)) | [downTo(C, BoundType)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/co…Range.html#downTo%28java.lang.Comparable,com.google.common.collect.BoundType%29) | | 无下界区间：((-∞..b) 或(-∞..b]) | [upTo(C, BoundType)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/co…t/Range.html#upTo%28java.lang.Comparable,com.google.common.collect.BoundType%29) | 这里的[BoundType](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/BoundType.html)是一个枚举类型，包含CLOSED和OPEN两个值。 ``` Range.downTo(4, boundType);// (a..+∞)或[a..+∞)，取决于boundType Range.range(1, CLOSED, 4, OPEN);// [1..4)，等同于Range.closedOpen(1, 4) ``` ## 区间运算 Range的基本运算是它的[contains(C)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#contains%28C%29) 方法，和你期望的一样，它用来区间判断是否包含某个值。此外，Range实例也可以当作Predicate，并且在函数式编程中使用（译者注：见第4章）。任何Range实例也都支持containsAll(Iterable<? extends C>)方法： ``` Range.closed(1, 3).contains(2);//return true Range.closed(1, 3).contains(4);//return false Range.lessThan(5).contains(5); //return false Range.closed(1, 4).containsAll(Ints.asList(1, 2, 3)); //return true ``` ### 查询运算 Range类提供了以下方法来查看区间的端点： * [hasLowerBound()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#hasLowerBound%28%29)和[hasUpperBound()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#hasUpperBound%28%29)：判断区间是否有特定边界，或是无限的； * [lowerBoundType()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#lowerBoundType%28%29)和[upperBoundType()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#upperBoundType%28%29)：返回区间边界类型，CLOSED或OPEN；如果区间没有对应的边界，抛出IllegalStateException； * [lowerEndpoint()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#lowerEndpoint%28%29)和[upperEndpoint()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#upperEndpoint%28%29)：返回区间的端点值；如果区间没有对应的边界，抛出IllegalStateException； * [isEmpty()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git-history/release/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#isEmpty%28%29)：判断是否为空区间。 ``` Range.closedOpen(4, 4).isEmpty(); // returns true Range.openClosed(4, 4).isEmpty(); // returns true Range.closed(4, 4).isEmpty(); // returns false Range.open(4, 4).isEmpty(); // Range.open throws IllegalArgumentException Range.closed(3, 10).lowerEndpoint(); // returns 3 Range.open(3, 10).lowerEndpoint(); // returns 3 Range.closed(3, 10).lowerBoundType(); // returns CLOSED Range.open(3, 10).upperBoundType(); // returns OPEN ``` ### 关系运算 **包含[enclose]** 区间之间的最基本关系就是包含[[`encloses(Range)`](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#encloses%28com.google.common.collect.Range%29)]：如果内区间的边界没有超出外区间的边界，则外区间包含内区间。包含判断的结果完全取决于区间端点的比较！ * [3..6] 包含[4..5] ； * (3..6) 包含(3..6) ； * [3..6] 包含[4..4)，虽然后者是空区间； * (3..6]不包含[3..6] ； * [4..5]不包含(3..6)，虽然前者包含了后者的所有值，离散域[discrete domains]可以解决这个问题（见8.5节）； * [3..6]不包含(1..1]，虽然前者包含了后者的所有值。包含是一种[偏序关系](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#partial_ordering)[[partial ordering](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#partial_ordering)]。基于包含关系的概念，Range还提供了以下运算方法。 **相连[isConnected]** `Range.isConnected(Range)`判断区间是否是相连的。具体来说，isConnected测试是否有区间同时包含于这两个区间，这等同于数学上的定义”两个区间的并集是连续集合的形式”（空区间的特殊情况除外）。相连是一种自反的[[reflexive](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#reflexive)]、对称的[[symmetric](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#symmetric)]关系。 ``` Range.closed(3, 5).isConnected(Range.open(5, 10)); // returns true Range.closed(0, 9).isConnected(Range.closed(3, 4)); // returns true Range.closed(0, 5).isConnected(Range.closed(3, 9)); // returns true Range.open(3, 5).isConnected(Range.open(5, 10)); // returns false Range.closed(1, 5).isConnected(Range.closed(6, 10)); // returns false ``` **交集[intersection]** [`Range.intersection(Range)`](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#intersection%28com.google.common.collect.Range%29)返回两个区间的交集：既包含于第一个区间，又包含于另一个区间的最大区间。当且仅当两个区间是相连的，它们才有交集。如果两个区间没有交集，该方法将抛出IllegalArgumentException`。` 交集是可互换的[[commutative](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#commutative)] 、关联的[[associative](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#associative)] 运算[[operation](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#binary_operation)]。 ``` Range.closed(3, 5).intersection(Range.open(5, 10)); // returns (5, 5] Range.closed(0, 9).intersection(Range.closed(3, 4)); // returns [3, 4] Range.closed(0, 5).intersection(Range.closed(3, 9)); // returns [3, 5] Range.open(3, 5).intersection(Range.open(5, 10)); // throws IAE Range.closed(1, 5).intersection(Range.closed(6, 10)); // throws IAE ``` **跨区间[span]** [`Range.span(Range)`](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#span%28com.google.common.collect.Range%29)返回”同时包括两个区间的最小区间”，如果两个区间相连，那就是它们的并集。 span是可互换的[[commutative](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#commutative)] 、关联的[[associative](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#associative)] 、闭合的[[closed](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#closed)]运算[[operation](http://code.google.com/p/guava-libraries/wiki/GuavaTermsExplained#binary_operation)]。 ``` Range.closed(3, 5).span(Range.open(5, 10)); // returns [3, 10) Range.closed(0, 9).span(Range.closed(3, 4)); // returns [0, 9] Range.closed(0, 5).span(Range.closed(3, 9)); // returns [0, 9] Range.open(3, 5).span(Range.open(5, 10)); // returns (3, 10) Range.closed(1, 5).span(Range.closed(6, 10)); // returns [1, 10] ``` ## 离散域部分（但不是全部）可比较类型是离散的，即区间的上下边界都是可枚举的。在Guava中，用[DiscreteDomain<C>](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/DiscreteDomain.html)实现类型C的离散形式操作。一个离散域总是代表某种类型值的全集；它不能代表类似”素数”、”长度为5的字符串”或”午夜的时间戳”这样的局部域。 [DiscreteDomain](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/DiscreteDomain.html)提供的离散域实例包括： | **类型** | **离散域** | |:--- |:--- | | Integer | [integers()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git-history/release/javadoc/com/google/common/collect/DiscreteDomain.html#integers%28%29) | | Long | [longs()](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git-history/release/javadoc/com/google/common/collect/DiscreteDomain.html#longs%28%29) | 一旦获取了DiscreteDomain实例，你就可以使用下面的Range运算方法： * [ContiguousSet.create(range, domain)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/ContiguousSet.html#create%28com.google.common.collect.Range, com.google.common.collect.DiscreteDomain%29)：用ImmutableSortedSet<C>形式表示Range<C>中符合离散域定义的元素，并增加一些额外操作——_译者注：实际返回__ImmutableSortedSet__的子类__ContiguousSet_。（对无限区间不起作用，除非类型C本身是有限的，比如int就是可枚举的） * [canonical(domain)](http://docs.guava-libraries.googlecode.com/git/javadoc/com/google/common/collect/Range.html#canonical%28com.google.common.collect.DiscreteDomain%29)：把离散域转为区间的”规范形式”。如果ContiguousSet.create(a, domain).equals(ContiguousSet.create(b, domain))并且!a.isEmpty()，则有a.canonical(domain).equals(b.canonical(domain))。（这并不意味着a.equals(b)） ``` ImmutableSortedSet set = ContigousSet.create(Range.open(1, 5), iscreteDomain.integers()); //set包含[2, 3, 4] ContiguousSet.create(Range.greaterThan(0), DiscreteDomain.integers()); //set包含[1, 2, ..., Integer.MAX_VALUE] ``` 注意，ContiguousSet.create并没有真的构造了整个集合，而是返回了set形式的区间视图。 ### 你自己的离散域你可以创建自己的离散域，但必须记住DiscreteDomain契约的几个重要方面。 * 一个离散域总是代表某种类型值的全集；它不能代表类似”素数”或”长度为5的字符串”这样的局部域。所以举例来说，你无法构造一个DiscreteDomain以表示精确到秒的JODA DateTime日期集合：因为那将无法包含JODA DateTime的所有值。 * DiscreteDomain可能是无限的——比如BigInteger DiscreteDomain。这种情况下，你应当用minValue()和maxValue()的默认实现，它们会抛出NoSuchElementException。但Guava禁止把无限区间传入ContiguousSet.create——_译者注：那明显得不到一个可枚举的集合。_ ## 如果我需要一个Comparator呢？我们想要在Range的可用性与API复杂性之间找到特定的平衡，这部分导致了我们没有提供基于Comparator的接口：我们不需要操心区间是怎样基于不同Comparator互动的；所有API签名都是简单明确的；这样更好。另一方面，如果你需要任意Comparator，可以按下列其中一项来做： * 使用通用的Predicate接口，而不是Range类。（Range实现了Predicate接口，因此可以用Predicates.compose(range, function)获取Predicate实例） * 使用包装类以定义期望的排序。 _译者注：实际上Range规定元素类型必须是Comparable，这已经满足了大多数需求。如果需要自定义特殊的比较逻辑，可以用Predicates.compose(range, function)组合比较的function。_