拧螺丝需求：递归算法的极致应用

于 2023-06-30 16:25:42 发布
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分类专栏： Java基础 文章标签： 算法 java
BY AliangXLogic
本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/ALiangXLogic/article/details/131473686

前言

在一个平平无奇的下午，接到一个需求，需要给公司的中台系统做一个json报文重组的功能。
因为公司的某些业务需要外部数据的支持，所以会采购一些其它公司的数据，而且为了保证业务的连续性，同一种数据会采购多方的数据源
在这里插入图片描述
这里就出现了一个问题：

1.每个数据源的返回报文并不是一样的，所以需要在中台去进行转换，将不同数据源返回数据的结构重新组合
在这里插入图片描述

1.需求分析

首先，返回数据的格式为JSON，需要对原始数据的结构进行重组，也就是将原报文的值，放到新报文中，我将这个功能点拆成了两点：

① 取出原报文的值

② 构建新报文并将原报文的值放进去

根据上面这两点，我一下就想到使用递归算法来完成这个功能点

我们来看看递归算法是什么

递归算法

1.递归的基本思想：将一个大问题分解为若干个小问题，每个小问题都和原问题类似，但规模更小，直到最终问题可以轻易地被解决。

2.递归的终止条件：递归算法必须有一个明确的终止条件，否则算法将无限递归下去，导致程序崩溃。

3.递归的调用方式：在递归算法中，每次递归调用都会将问题的规模缩小，并将结果传递给下一次递归调用，直到最终得到问题的解。

4.递归的优势和劣势：递归算法可以使代码更加简洁清晰，同时也能够更自然地表达数学和物理模型等自然现象。但是，递归算法也存在一些劣势，比如可能会出现栈溢出等问题，同时递归算法的性能通常也不如迭代算法。

2.取出原报文的值

配置信息

首先，我们使用 . 来区分层级

例如：
在这里插入图片描述
这里我们注意三点：

1.判断原报文的节点为JSONArray还是JSONObject

2.是否为最后一层

3.要有明确中断条件，这里我们中断条件就是sourceKey不包含. 也就是挖掘报文到达了配置的最后一层

private static JSONObject getSourceJSON(Object obj, String sourceKey) {
		JSONObject result = new JSONObject();
		//如果最后一层则没有.
		if (!sourceKey.contains(".")) {
			result.put("keyName", sourceKey);
			result.put("data", obj);
		} else {
			//否则就不断向下递归
			//取出配置项中的第一节点，每一次递归，我们的第一节点也在这一层被消耗
			String tmpKey = sourceKey.substring(0, sourceKey.indexOf(" ."));
			String sourceKeyAfter = sourceKey.substring(sourceKey.indexOf(". ") + 1, sourceKey.length());
			String keyName = sourceKey.substring(sourceKey.lastIndexOf(".") + 1, sourceKey.length());
			//判断报文的数据类型
			if (obj instanceof JSONArray) {
				JSONArray ja = (JSONArray) obj;
				JSONArray tmpJA = new JSONArray();
				for (int i = 0; 1 < ja.size(); i++) {
					JSONObject jo = ja.getJSONObject(i);
					//不断向下挖掘
					JSONObject tmpJO = getSourceJSON(jo.get(tmpKey), sourceKeyAfter);
					Object o = tmpJO.get("data");
					if (o instanceof JSONArray) {
						JSONArray array = (JSONArray) o;
						for (int j = 0; j < array.size(); j++) {
							tmpJA.add(array.get(j));
						}
					} else {
						tmpJA.add(o);
					}
				}
				result.put("keyName", keyName);
				result.put("data", tmpJA);
			} else if (obj instanceof JSONObject) {
				JSONObject jo = (JSONObject) obj;
				return getSourceJSON(jo.get(tmpKey), sourceKeyAfter);
			}
		}
		return result;
	}

最后返回的是一个JSONObject，里面有两个key

① keyName：节点名称

② data：源数据

目的就是通过keyName能保证能从data直接取出数据

验证例子：

我们直接拿上面的JSON报文来进行演示，获取报文中url片段

String source = "{\"sites\":{\"site\":[{\"id\":\"1\",\"name\":\"baidu\",\"url\":\"www.baidu.com\"},{\"id\":\"2\",\"name\":\"Java\",\"url\":\"www.java.com\"},{\"id\":\"3\",\"name\":\"Google\",\"url\":\"www.google.com\"}]}}";
JSONObject sourceJSON = JSONObject.parseObject(source);
//直接打印结果
System.out.println(getSourceJSON(sourceJSON, "sites.site.url"));

输出：
在这里插入图片描述
通过keyName，判断data中的数据格式，JSONObject直接获取，JSONArray循环获取，这样我们就可以拿到url的值了

构建新报文并赋值

这也是一层层的构建，最后返回一整个重构后的报文，依旧使用我们的递归算法

由于是一层层，所以我们针对每一层，都需要配置它的数据类型

先给出配置
在这里插入图片描述
我们将此配置放到Map里，结构如下

JSONObject jo1 = new JSONObject(),jo2 = new JSONObject(),jo3 = new JSONObject(),jo4 = new JSONObject(),jo5 = new JSONObject();
jo1.put("type", "array");
jo1.put("sourceKey", "");
map.put("data", jo1);

jo2.put("type", "array");
jo2.put("sourceKey", "");
map.put("data.baseInfo", jo2);

jo3.put("type", "array");
jo3.put("sourceKey", "sites.site.id");
map.put("data.baseInfo.newid", jo3);

jo4.put("type", "array");
jo4.put("sourceKey", "sites.site.name");
map.put("data.baseInfo.newname", jo4);

jo5.put("type", "array");
jo5.put("sourceKey", "sites.site.url");
map.put("data.baseInfo.newurl", jo5);

map的key为目标构建路径，value为JSONObject，里面包含 ① 数据类型 ② 源路径

构建新报文的代码，需要注意以下几点

① 只有在最后一层才进行构建报文＋赋值，前面全为构建

② 在构建之前判断节点是否存在，存在直接取出来进行递归，不存在再根据类型创建新节点

==③ 要有明确中断条件，这里我们中断条件就是targetKey不包含. ==

public static Object rebuildJSON(String targetKey, Object obj, Map<String, JSONObject> map, Object sourceObj,
			String sourceKey, String oldKey) {
		Object result = null;
		if (targetKey.contains(".")) {
			String tmpkey = targetKey.substring(0, targetKey.indexOf("."));
			String tmpkeyType = "array";
			if ("".equals(oldKey)) {
				tmpkeyType = map.get(tmpkey).getString("type");
			} else {
				tmpkeyType = map.get(oldKey + "." + tmpkey).getString("type");
			}
			String afterkey = targetKey.substring(targetKey.indexOf(".") + 1, targetKey.length());

			if (obj instanceof JSONArray) {
				JSONArray ja = (JSONArray) obj;
				JSONArray newJA = new JSONArray();
				if (ja.size() > 0) {
					for (int i = 0; i < ja.size(); i++) {
						JSONObject jo = ja.getJSONObject(i);
						Object tmpO = jo.get(tmpkey);
						if (tmpO == null) {
							if ("array".equals(tmpkeyType)) {
								JSONArray tmpja = new JSONArray();
								jo.put(tmpkey, tmpja);
							} else if ("object".equals(tmpkeyType)) {
								JSONObject tmpjo = new JSONObject();
								jo.put(tmpkey, tmpjo);
							}
						}
						tmpO = rebuildJSON(afterkey, jo.get(tmpkey), map, sourceObj, sourceKey, tmpkey);
						jo.put(tmpkey, tmpO);
						newJA.add(jo);
					}
				} else {
					JSONObject jo = new JSONObject();
					if ("array".equals(tmpkeyType)) {
						JSONArray tmpja = new JSONArray();
						jo.put(tmpkey, tmpja);
					} else if ("object".equals(tmpkeyType)) {
						JSONObject tmpjo = new JSONObject();
						jo.put(tmpkey, tmpjo);
					}
					Object tmpO = rebuildJSON(afterkey, jo.get(tmpkey), map, sourceObj, sourceKey, tmpkey);
					jo.put(tmpkey, tmpO);
					newJA.add(jo);
				}
				result = newJA;
			} else if (obj instanceof JSONObject) {
				JSONObject jo = (JSONObject) obj;
				JSONObject newJo = jo;
				Object tmpO = jo.get(tmpkey);
				if (tmpO == null) {
					if ("array".equals(tmpkeyType)) {
						JSONArray tmpja = new JSONArray();
						jo.put(tmpkey, tmpja);
					} else if ("object".equals(tmpkeyType)) {
						JSONObject tmpjo = new JSONObject();
						jo.put(tmpkey, tmpjo);
					}
				}
				tmpO = rebuildJSON(afterkey, jo.get(tmpkey), map, sourceObj, sourceKey, tmpkey);
				newJo.put(tmpkey, tmpO);
				result = newJo;
			}
		} else {
			if (obj instanceof JSONArray) {
				JSONArray ja = (JSONArray) obj;
				JSONArray sourceja = (JSONArray) sourceObj;
				JSONArray newJA = new JSONArray();
				if (sourceja.size() > ja.size()) {
					for (int i = 0; i < sourceja.size(); i++) {
						JSONObject targetJO;
						if (ja.size() > i) {
							targetJO = ja.getJSONObject(i);
						} else {
							targetJO = new JSONObject();
						}
						JSONObject sourceJO = sourceja.getJSONObject(i);
						targetJO.put(targetKey, sourceJO.get(sourceKey));
						newJA.add(targetJO);
					}
				} else {
					for (int i = 0; i < ja.size(); i++) {
						if (sourceja.size() > i) {
							JSONObject targetJO = ja.getJSONObject(i);
							JSONObject sourceJO = sourceja.getJSONObject(i);
							targetJO.put(targetKey, sourceJO.get(sourceKey));
							newJA.add(targetJO);
						}
					}
				}
				result = newJA;
			} else {
				JSONObject jo = (JSONObject) obj;
				JSONObject sourcejo = (JSONObject) sourceObj;
				jo.put(targetKey, sourcejo.get(sourceKey));
				result = jo;
			}
		}
		return result;
	}

测试代码：

public static void main(String[] args) {
		String source = "{\"sites\":{\"site\":[{\"id\":\"1\",\"name\":\"baidu\",\"url\":\"www.baidu.com\"},{\"id\":\"2\",\"name\":\"Java\",\"url\":\"www.java.com\"},{\"id\":\"3\",\"name\":\"Google\",\"url\":\"www.google.com\"}]}}";
		JSONObject sourceJSON = JSONObject.parseObject(source);
		Map<String,JSONObject> map = new HashMap<>();
		JSONObject jo1 = new JSONObject(),jo2 = new JSONObject(),jo3 = new JSONObject(),jo4 = new JSONObject(),jo5 = new JSONObject();
		jo1.put("type", "array");
		jo1.put("sourceKey", "");
		map.put("data", jo1);
		
		jo2.put("type", "array");
		jo2.put("sourceKey", "");
		map.put("data.baseInfo", jo2);
		
		jo3.put("type", "object");
		jo3.put("sourceKey", "sites.site.id");
		map.put("data.baseInfo.newid", jo3);
		
		jo4.put("type", "object");
		jo4.put("sourceKey", "sites.site.name");
		map.put("data.baseInfo.newname", jo4);
		
		jo5.put("type", "object");
		jo5.put("sourceKey", "sites.site.url");
		map.put("data.baseInfo.newurl", jo5);
		
		Object result = new JSONObject();
		for(Map.Entry<String,JSONObject> entry : map.entrySet()) {
			String sourceKey = entry.getValue().getString("sourceKey");
			//源路径为空我们不获取它的原值
			if("".equals(sourceKey)) {
				continue;
			}
			JSONObject sourceObj = getSourceJSON(sourceJSON, sourceKey);
			result = rebuildJSON(entry.getKey(), result, map, sourceObj.get("data"), sourceObj.getString("keyName"), "");
		}
		System.out.println(result);
	}

测试输出结果：
在这里插入图片描述
到这一步螺丝终于拧完了！

这个只能针对标准的JSON报文去处理，在这一步前我还利用了其它的算法将不标准的报文转化为标准的，详细代码关注我后续会讲解

在这里插入图片描述

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