Myers 差分算法 (Myers Difference Algorithm) —— DiffUtils 之核心算法(一)

栏目: 编程工具 · 发布时间: 5年前

内容简介:如果使用过 android architecture 中关于 LiveData 部分的朋友,可能对于在使用 DiffUtils 之前,如果想使用这里告诉我们,DiffUtils 使用了

如果使用过 android architecture 中关于 LiveData 部分的朋友,可能对于 DiffUtils 这个玩意儿并不陌生。

在使用 DiffUtils 之前,如果想使用 Adapternotify 系列函数,可能并不是那么方便,我们想象下,需要知道一个列表对于另外一个列表的 difference ,我们想简单的实现一个这种方法,并不是可以一下子写出来的。好在我们发现 Google 提供了这个 工具 类,就是 DiffUtils

DiffUtils.java 头部相关的介绍

/*
 * android.support.v7.util.DiffUtils
 *
 * DiffUtil uses Eugene W. Myers's difference algorithm to calculate the minimal number of updates
 * to convert one list into another. Myers's algorithm does not handle items that are moved so
 * DiffUtil runs a second pass on the result to detect items that were moved.
 */

这里告诉我们,DiffUtils 使用了 Eugene W. Myers's difference algorithm 这个算法,我们可以简单的翻译成 Myers 差分算法 ,来计算两个列表最小的更新操作数。在这个类的头部注释的最后,也给出了相关性能的数据:

/*
 * <ul>
 *     <li>100 items and 10 modifications: avg: 0.39 ms, median: 0.35 ms
 *     <li>100 items and 100 modifications: 3.82 ms, median: 3.75 ms
 *     <li>100 items and 100 modifications without moves: 2.09 ms, median: 2.06 ms
 *     <li>1000 items and 50 modifications: avg: 4.67 ms, median: 4.59 ms
 *     <li>1000 items and 50 modifications without moves: avg: 3.59 ms, median: 3.50 ms
 *     <li>1000 items and 200 modifications: 27.07 ms, median: 26.92 ms
 *     <li>1000 items and 200 modifications without moves: 13.54 ms, median: 13.36 ms
 * </ul>
 */

这个性能非常可观呀,如果结合我们的业务实际,这种计算性能,再考虑把计算操作放置到非 UI 线程中操作,那么我们得到的就是一个非常平滑的操作体验了。

Eugene W. Myers's difference algorithm

为了致敬大神,先把大神的论文贴上: http://www.xmailserver.org/diff2.pdf

我结合源码、互联网上的文章,并摒弃一些我看不懂的内容,尽量把这一块讲明白。

首先,我们定义一个事情:

把一个列表从 A 变成 B,事实上就是找出 A 和 B 的 最长公共子序列(LCS) ,然后把 LCS 和 A 比,多出来的删除,和 B 比,少掉的添加进去。

那么,这里的问题就演变成了如何解决这个问题了。先贴上非常重要的图

Myers 差分算法 (Myers Difference Algorithm) —— DiffUtils 之核心算法(一)

这张图,我们可以这样理解,纵坐标是序列 A,横坐标是序列 B,我们的目标是从 (0,0) 走到右下角,往下走一步是删除一个 A 里面的元素,往右走一步是添加一个 B 里面的元素,往右下角走是不添加也不删除。那么问题就很简单了,我们尽量走 对角边 让操作变得最少,目的是走到右下角。我们看看对角边的性质,只要 A[i] == B[j] 那么 (i,j) 就可以从 (i-1, j-1) 走过来,否则只能从 (i-1, j) 或者 (i, j-1) 走过来,所以一碰上 A[i] == B[j] 的话,就存在了一条斜边。

显然,在我们画出这幅图之后,我们有两种方式可以解题了,这幅图可以非常简单的抽象成 带权重的有向图 ,解法是:

  1. 最短路径算法,假设横向纵向权值为 1,对角权值是 0,那么只要总和权重最低,这就是我们的最优解。
  2. 使用贪心算法,分解子问题,子问题的分解如上所述。

三个概念

根据 Myers 的论文,他提出了三个概念:

  1. snake : 一条snake代表走一步。例如从(0,0)->(0,1) / (0,0)->(1,0) / (0,1)->(0,2)->(2,4) 这分别为三条snake,走对角线不计入步数。
  2. k line: 定义 k = x - y (好吧,我习惯写成 y = x - k,这是相同斜率的平行斜线组成的一个集合)
  3. d contour: 走一步算一个 d

上图中,我们的目标点是 (7,6),那么 kd 的关系就如下图所示了:

Myers 差分算法 (Myers Difference Algorithm) —— DiffUtils 之核心算法(一)

这幅图中的坐标自变量是d和k,表示了在不同 d 取值以及不同的 k 取值最终可以到达的坐标,这幅图和上面一幅图结合起来看。

当一步也不走(d = 0)的时候,我们可以“走”到最远的坐标是(0,0); 当走一步(d = 1)的时候,我们往 k = 1 的方向走,可以走到(1,0),往 k = -1 的方向走,可以走到(0,1)

那么当走两步的时候(d = 2)的时候,我们从 k = -2 出发,起点是(2,4),往下走就到达了(2,5)这时候,发现这个点在对角线上,最终移动到(3,6)。

我们看一下,红色标记的几个方块,就是我们最终到达(7,6)的路径了,这是最优解。

结论

综上所述,我们只要能找到所有斜边,然后找到最短的d,到达我们最远的点即可。

参考文章: https://www.jianshu.com/p/7f1473c2e521


以上所述就是小编给大家介绍的《Myers 差分算法 (Myers Difference Algorithm) —— DiffUtils 之核心算法(一)》,希望对大家有所帮助,如果大家有任何疑问请给我留言,小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对 码农网 的支持!

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