java - BinaryRelation接口(interface)

Question

我想为二进制关系和传递关系定义优雅的接口。我将二进制关系视为一组对，是一组X×Y的子集。实际上，我打算主要使用传递关系，但有时我需要通用的二进制关系。这主要是供我自己使用，但最终我可能会将其作为FLOSS库发布给其他用户。我希望我的定义在总体上有意义，因为我对这些类的使用还没有确切的要求：我需要它们来从事与科学研究相关的实验工作，我现在有一些想法，但尚不清楚哪种类型随着研究过程中出现更多的想法，我将需要进行大量实验。

大概的概念

我（想我）需要的核心如下。

/**
 * @param <F>
 *            the type used for the “from” elements.
 * @param <T>
 *            the type used for the “to” elements.
 * 
 */
public interface BinaryRelationTentative<F, T> {
    /**
     * @return a view of the domain of this relation: all the elements x such that for some y, (x, y) is in the
     *         relation.
     */
    public Set<F> getFromSet();

    /**
     * @return a view of the range of this relation: all the elements y such that for some x, (x, y) is in the relation.
     */
    public Set<T> getToSet();

    /**
     * @return the number of pairs that this relation contains.
     */
    public int size();

    /**
     * @return <code>true</code> iff the relation has empty from and to sets.
     */
    public boolean isEmpty();

    /**
     * A binary relation equals an other one iff they have equal from and to sets and for each (x, y) contained in one,
     * (x, y) is contained in the other one.
     */
    @Override
    public boolean equals(Object obj);

    /**
     * @return whether the given <code>from</code> element is in relation with the <code>to</code> element.
     */
    public boolean contains(F from, T to);

    /**
     * Optional operation.
     */
    public boolean add(F from, T to);
}

（这只是核心功能，所以您明白我的意思了。欢迎使用更好的遍历功能，等等，请参见下文。）然后，我将定义扩展 TransitiveRelation<E>的 BinaryRelation<E, E>，该实现不实现< cc>，而是提供 add。

重用古典收藏

当然，现在，我想尽可能地重用经典的集合接口。番石榴的 addTransitive(F from, T to)（ javadoc， user guide）似乎具有我需要的核心功能以及更多其他功能。用户指南甚至提到了未标记的有向图的用例。我直接使用 SetMultimap看到的一个问题是该术语并不完全正确：在二元关系的情况下谈论“键”和“值”是很奇怪的。而且，它错过了一些东西。在SetMultimap（设计为从键到值）中存在一种不对称性，而在二进制关系中则不那么有意义。 SetMultimap具有一个接口（和实现），该接口允许一个给定“ from”元素的人，通过与其相关的“ to”元素，有效地进行迭代（即，无需遍历整个关系）。同样，我希望能够有一个“ to”元素，有效地迭代相应的“ from”元素。因此，我需要一种可以称为BiSetMultimap的东西（对应于 SetMultimap和 Map<K, Set<V>>）。我在Java世界中找不到这种东西。

因此，我目前正在考虑将 Map<V, Set<K>>定义为 BinaryRelation<F, T>的 facade。然后，我可以在接口中创建命名更好的方法（概念上等同于 SetMultimap<F, T>中的方法），并且可以添加给出“ from”元素的方法 SetMultimap。我可以基于两个同步的 getInverselyRelated(T to): Set<F>提供实现，一个代表关系，另一个代表逆关系。

有很多解决此问题的方法。例如，我可以将 SetMultimap定义为扩展 BinaryRelation。或者，我可以避免完全隐藏 SetMultimap并通过 SetMultimap提供对其的访问。这样，我就获得了它们所有不错的方法接口。或者，我可以完全放弃使用特定接口的想法，而使用 BinaryRelation#asSetMultimap()代替 SetMultimap，然后考虑将反向遍历操作作为优化功能提供给特定类，但不能在接口级别使用。或者我可以使用SetMultimap以外的其他东西作为设计的基础。

因此，我的问题（终于！）：您如何看待我的方法？您能考虑其他方法吗？我忽略了一些问题？我可以使用现有的解决方案？

可能的链接

我曾考虑过使用某些图形库（ JUNG， JGraphT， Blueprint），但我认为它们不符合我的需求。所有这些都有一个 BinaryRelation类（或Edge类型参数），该类增加了复杂性，而在我看来，没有一个提供与 Edge一样好的接口和实现。如 Grph所述， user manual不提供顶点对象。我可能已经错过了一些东西，所以请告诉我您是否不同意。

（编辑。）正如Xaerxess所提到的，此番石榴 issue建议将我称之为BiSetMultimap的内容添加到番石榴。

Answer 1

听起来像是早期的优化：为什么不在内部使用两个数据结构（如问题所述，一个Map<K, Set<V>>和Map<V, Set<K>>）。当使用最直接的方法遇到实际问题时，可以考虑使用晦涩难懂的库或Guava，但是与此同时，您可以在工作的其他方面取得进步。毕竟，接口的主要目的是隐藏底层实现，因此您以后可以更改它...