java - 正确实现所有相等对象的属性

Question

问题

考虑图的实现，SampleGraph<N> .考虑图形节点的实现，Node extends N , 正确覆盖 hashCode和 equals反射(reflect)两个节点之间的逻辑相等性。

现在，假设我们要向节点添加一些属性p。这样的属性绑定(bind)到节点的逻辑实例，即 Node n1, n2 , n1.equals(n2)暗示p( n1 ) = p( n2 )

如果我简单地将属性添加为 Node 的字段类，这发生在我身上:

• 我定义Node n1, n2这样 n1.equals(n2)但是n1 != n2
• 我添加 n1和 n2图表:n1插入逻辑节点时，n2在插入边期间引用节点时。该图存储了这两个实例。
• 稍后，我从图中检索节点(返回 n1)并将其属性 p 设置为某个值。后来，我遍历了图的所有边，并从其中一条边中检索节点(返回 n2)。未设置属性 p，导致我的模型出现逻辑错误。

总而言之，当前行为:

graph.addNode(n1) // n1 is added
graph.addEdge(n2,nOther) // graph stores n2
graph.queryForNode({query}) // n1 is returned
graph.queryForEdge({query}).sourceNode() // n2 is returned

问题

以下所有陈述对我来说似乎都是合理的。他们中没有一个能完全说服我，所以我正在寻找基于软件工程规范的最佳实践指南。

S1 - 图形实现很差。添加节点后，图形应始终在内部检查它是否具有相同节点的实例(equals 计算结果为真)。如果是这样，这样的实例应该始终是图形使用的唯一引用。

graph.addNode(n1) // n1 is added
graph.addEdge(n2,nOther) // graph internally checks that n2.equals(n1), doesn't store n2
graph.queryForNode({query}) // n1 is returned
graph.queryForEdge({query}).sourceNode() // n1 is returned

S2 - 假设图表的行为与 S1 中的一样是错误的。程序员应该注意始终将相同的节点实例传递给图形。

graph.addNode(n1) // n1 is added
graph.addEdge(n1,nOther) // the programmer uses n1 every time he refers to the node
graph.queryForNode({query}) // n1 is returned
graph.queryForEdge({query}).sourceNode() // n1 is returned

S3 - 该属性未以正确的方式实现。它应该是类外部的信息Node .一个集合，例如 HashMap<N, Property> , 会工作得很好，将不同的实例视为基于 hashCode 的同一对象.

HashMap<N, Property> properties;

graph.addNode(n1) // n1 is added
graph.addEdge(n2,nOther) // graph stores n2
graph.queryForNode({query}) // n1 is returned
graph.queryForEdge({query}).sourceNode() // n2 is returned

// get the property. Difference in instances does not matter
properties.get(n1)
properties.get(n2) //same property is returned

S4 - 与 S3 相同，但我们可以将实现隐藏在 Node 中，这样:

class Node {
  private static HashMap<N, Property> properties;

  public Property getProperty() {
    return properties.get(this);
  }
}

编辑:在Stephen C 之后为当前行为和暂定解决方案添加了代码片段的 answer .需要澄清的是，整个示例均来自使用来自开源 Java 项目的真实图形数据结构。

Answer 1

看来S1最有道理。一些 Graph 实现在内部使用 Set<Node> (或一些等效的)来存储节点。当然，使用类似 Set 的结构将确保没有重复的 Node s，其中 Node n1和 Node n2当且仅当 n1.equals(n2) 被认为是重复的.当然是执行Node应确保在比较两个实例时(即在实现 equals() 和 hashCode() 时)考虑所有相关属性。

其他语句的一些问题:

S2，虽然可能是合理的，但产生了一个实现，其中负担落在了客户身上，以理解和防范内部 Graph 实现的潜在缺陷，这是设计不当的明显标志Graph 对象的 API。

S3 和 S4 看起来都很奇怪，虽然我可能不太了解情况。一般来说，如果一个Node保留一些数据，在类 Node 中定义一个成员变量似乎是完全合理的反射(reflect)这一点。为什么要区别对待这个额外的属性？