用Java编写一款实战级别的AI五子棋游戏代码实例
前言
本文只是介绍五子棋AI的实现,最终的成品只是一个 AI 接口,并不包括 GUI,且不依赖 GUI。
五子棋 AI 的实现并不难,只需要解决一个问题就行:
怎么确定AI的最佳落子位置?
一般情况下,五子棋棋盘是由15条横线和15条纵线组合而成的,15x15
的棋盘共有 225
个交叉点,也就是说共有 225
个落子点。
假如说,AI 是黑棋,先行落子,所以 AI 总共有 225
个落子点可以选择,我们可以对每个落子点进行评估打分,哪个分高下哪里,这样我们就能确定最佳落子点了。
但这样又引出了一个新的问题:
怎么对落子点进行评估打分呢?
这就是本文的重点了,请看后文!
实现过程
抽象
注:部分基础代码依赖于 lombok
,请自行引入,或手写基础代码。
落子位置实体类,这里我们定义棋子类型字段:type
,1
表示黑子,2
表示白子。
/** * 棋子点位 * * @author anlingyi * @date 2021/11/10 */ @AllArgsConstructor @NoArgsConstructor @ToString public class Point { /** * 横坐标 */ int x; /** * 纵坐标 */ int y; /** * 棋子类型 1.黑 2.白 */ int type; }
AI
对外提供的接口,不会依赖任何 GUI
代码,方便其他程序调用。
/** * 五子棋AI接口 * * @author anlingyi * @date 2021/11/10 */ public interface AIService { /** * 获取AI棋位 * * @param chessData 已下棋子数据 * @param point 对手棋位 * @param started 是否刚开局 * @return */ Point getPoint(int[][] chessData, Point point, boolean started); }
这个接口需要知道我们现在的棋盘落子数据 chessData
,还有对手上一步的落子位置 point
,started
参数表示是否是刚开局,后续可能对刚开局情况做单独的处理。
实现AI接口
我们创建一个类 ZhiZhangAIService
,这个类实现 AIService
接口,来写我们的实现逻辑。
/** * * 五子棋AI实现 * * @author anlingyi * @date 2021/11/10 */ public class ZhiZhangAIService implements AIService { /** * 已下棋子数据 */ private int[][] chessData; /** * 棋盘行数 */ private int rows; /** * 棋盘列数 */ private int cols; /** * AI棋子类型 */ private int ai; /** * 声明一个最大值 */ private static final int INFINITY = 999999999; @Override public Point getPoint(int[][] chessData, Point point, boolean started) { // 初始化棋盘数据 initChessData(chessData); // 计算AI的棋子类型 this.ai = 3 - point.type; if (started) { // AI先下,首子天元 int centerX = this.cols / 2; int centerY = this.rows / 2; return new Point(centerX, centerY, this.ai); } // 获取最佳下棋点位 return getBestPoint(); } /** * 初始化棋盘数据 * * @param chessData 当前棋盘数据 */ private void initChessData(int[][] chessData) { // 获取棋盘行数 this.rows = chessData.length; // 获取棋盘列数 this.cols = chessData[0].length; // 初始化棋盘数据 this.chessData = new int[this.cols][this.rows]; // 深拷贝 for (int i = 0; i < cols; i++) { for (int j = 0; j < rows; j++) { this.chessData[i][j] = chessData[i][j]; } } } /** * 获取最佳下棋点位 * * @return */ private Point getBestPoint() { Point best = null; // 初始分值为最小 int score = -INFINITY; /* 遍历所有能下棋的点位,评估各个点位的分值,选择分值最大的点位 */ for (int i = 0; i < this.cols; i++) { for (int j = 0; j < this.rows; j++) { if (this.chessData[i][j] != 0) { // 该点已有棋子,跳过 continue; } Point p = new Point(i, j, this.ai); // 评估该点AI得分 int val = evaluate(p); // 选择得分最高的点位 if (val > score) { // 最高分被刷新 score = val; // 更新最佳点位 best = p; } } } return best; } /** * 对当前棋位进行评估 * * @param point 当前棋位 * @return */ private int evaluate(Point point) { // 核心 } }
首先看 getPoint
方法,这个是 AI
的出入口方法,我们要对传入的棋盘数据做一个初始化,调用 initChessData
方法,计算出当前游戏的棋盘行数、列数,并且拷贝了一份棋子数据到本地(深拷贝还是浅拷贝视情况而定)。
this.ai = 3 - point.type;
这行代码可以计算出AI是执黑子还是执白子,应该很好理解。
if (started) { // AI先下,首子天元 int centerX = this.cols / 2; int centerY = this.rows / 2; return new Point(centerX, centerY, this.ai); }
这段代码是处理刚开局时 AI
先行落子的情况,我们这边是简单的将落子点确定为棋盘中心位置(天元)。开局情况的落子我们可以自己定义,并不是固定的,只是说天元的位置比较好而已。
private Point getBestPoint() { Point best = null; // 初始分值为最小 int score = -INFINITY; /* 遍历所有能下棋的点位,评估各个点位的分值,选择分值最大的点位 */ for (int i = 0; i < this.cols; i++) { for (int j = 0; j < this.rows; j++) { if (this.chessData[i][j] != 0) { // 该点已有棋子,跳过 continue; } Point p = new Point(i, j, this.ai); // 评估该点AI得分 int val = evaluate(p); // 选择得分最高的点位 if (val > score) { // 最高分被刷新 score = val; // 更新最佳点位 best = p; } } } return best; }
然后就到了我们最主要的方法了 getBestPoint
,这个方法用于选择出 AI
的最佳落子位置。这个方法的思路就是遍历棋盘上所有能下棋的点,然后对这个点进行评分,如果这个点的评分比之前点的评分高,就更新当前最佳落子点位,并更新最高分,所有的落子点都评估完成之后,我们就能确定最好的点位在哪了。
/** * 对当前棋位进行评估 * * @param point 当前棋位 * @return */ private int evaluate(Point point) { // 核心 }
最后就是评估函数的实现了。
评估函数
在写评估函数之前,我们要先了解一下五子棋的几种棋型。(还不熟的朋友,五子棋入门了解一下:和那威学五子棋)
在这里,我把五子棋棋型大致分为:连五、活四、冲四、活三、眠三、活二、眠二、眠一 等共8种棋型。
0:空位 1:黑子 2:白子
连五:11111
活四:011110
冲四:21111
活三:001110
眠三:211100
活二:001100
眠二:001120
眠一:001200
冲四、活三 如果形成,赢的可能性很大,活四 如果形成,棋局胜负基本确定,连五 形成就已经赢了。所以说,如果 AI
落的点能够形成这几种胜率很高的棋型的话,我们要给这个点评一个高分,这样对 AI
最有利。
我这边定义好了各个棋型的分数情况
棋型 | 分数 |
---|---|
连五 | 10000000 |
活四 | 1000000 |
活三 | 10000 |
冲四 | 8000 |
眠三 | 1000 |
活二 | 800 |
眠二 | 50 |
眠一 | 10 |
评估模型的抽象
我们创建一个枚举内部类,然后定义这几种棋型和它的分数。
@AllArgsConstructor private enum ChessModel { /** * 连五 */ LIANWU(10000000, new String[]{"11111"}), /** * 活四 */ HUOSI(1000000, new String[]{"011110"}), /** * 活三 */ HUOSAN(10000, new String[]{"001110", "011100", "010110", "011010"}), /** * 冲四 */ CHONGSI(8000, new String[]{"11110", "01111", "10111", "11011", "11101"}), /** * 眠三 */ MIANSAN(1000, new String[]{"001112", "010112", "011012", "211100", "211010"}), /** * 活二 */ HUOER(800, new String[]{"001100", "011000", "000110"}), /** * 眠二 */ MIANER(50, new String[]{"011200", "001120", "002110", "021100", "001010", "010100"}), /** * 眠一 */ MIANYI(10, new String[]{"001200", "002100", "020100", "000210", "000120"}); /** * 分数 */ int score; /** * 局势数组 */ String[] values; }
为了评估方便,我们可以把所有定义好的棋型以及棋型对应的分数存入 Hash
表。
创建一个 LinkedHashMap
类型的类变量 SCORE
,然后在静态代码块内进行初始化。
/** * 棋型分数表 */ private static final Map<String, Integer> SCORE = new LinkedHashMap<>(); static { // 初始化棋型分数表 for (ChessModel chessScore : ChessModel.values()) { for (String value : chessScore.values) { SCORE.put(value, chessScore.score); } } }
判断落子点位的棋型
棋型和分数都定义好了,现在我们要知道一个点位它的棋型的情况,这样才能评估这个点位的分数。
我们以落子点位为中心,分横、纵、左斜、右斜等4个大方向,分别取出各方向的9个点位的棋子,每个方向的9个棋子都组合成一个字符串,然后匹配现有的棋型数据,累积分值,这样就计算出了这个点位的分数了。
以上图为例,对横、纵、左斜、右斜做如上操作,可以得出:
横:000111000 -> 活三 +10000
纵:000210000 -> 眠一 +10
左斜:000210000 -> 眠一 +10
右斜:000010000 -> 未匹配到棋型 +0
所以这个点位总得分为:
10000 + 10 + 10 + 0 = 10020
代码实现:
/** * 获取局势分数 * * @param situation 局势 * @return */ private int getScore(String situation) { for (String key : SCORE.keySet()) { if (situation.contains(key)) { return SCORE.get(key); } } return 0; } /** * 获取棋位局势 * * @param point 当前棋位 * @param direction 大方向 1.横 2.纵 3.左斜 4.右斜 * @return */ private String getSituation(Point point, int direction) { // 下面用到了relativePoint函数,根据传入的四个大方向做转换 direction = direction * 2 - 1; // 以下是将各个方向的棋子拼接成字符串返回 StringBuilder sb = new StringBuilder(); appendChess(sb, point, direction, 4); appendChess(sb, point, direction, 3); appendChess(sb, point, direction, 2); appendChess(sb, point, direction, 1); sb.append(1); // 当前棋子统一标记为1(黑) appendChess(sb, point, direction + 1, 1); appendChess(sb, point, direction + 1, 2); appendChess(sb, point, direction + 1, 3); appendChess(sb, point, direction + 1, 4); return sb.toString(); } /** * 拼接各个方向的棋子 * <p> * 由于现有评估模型是对黑棋进行评估 * 所以,为了方便对局势进行评估,如果当前是白棋方,需要将扫描到的白棋转换为黑棋,黑棋转换为白棋 * 如:point(x=0,y=0,type=2) 即当前为白棋方 * 扫描到的某个方向局势为:20212 -> 转换后 -> 10121 * * @param sb 字符串容器 * @param point 当前棋子 * @param direction 方向 1.左横 2.右横 3.上纵 4.下纵 5.左斜上 6.左斜下 7.右斜上 8.右斜下 * @param offset 偏移量 */ private void appendChess(StringBuilder sb, Point point, int direction, int offset) { int chess = relativePoint(point, direction, offset); if (chess > -1) { if (point.type == 2) { // 对白棋进行转换 if (chess > 0) { // 对棋子颜色进行转换,2->1,1->2 chess = 3 - chess; } } sb.append(chess); } } /** * 获取相对点位棋子 * * @param point 当前棋位 * @param direction 方向 1.左横 2.右横 3.上纵 4.下纵 5.左斜上 6.左斜下 7.右斜上 8.右斜下 * @param offset 偏移量 * @return -1:越界 0:空位 1:黑棋 2:白棋 */ private int relativePoint(Point point, int direction, int offset) { int x = point.x, y = point.y; switch (direction) { case 1: x -= offset; break; case 2: x += offset; break; case 3: y -= offset; break; case 4: y += offset; break; case 5: x += offset; y -= offset; break; case 6: x -= offset; y += offset; break; case 7: x -= offset; y -= offset; break; case 8: x += offset; y += offset; break; } if (x < 0 || y < 0 || x >= this.cols || y >= this.rows) { // 越界 return -1; } // 返回该位置的棋子 return this.chessData[x][y]; }
评估函数的实现
到这一步,我们已经能知道某个落子点位的各个方向的局势,又能通过局势获取到对应的分值,这样一来,评估函数就很好写了,评估函数要做的就是累积4个方向的分值,然后返回就行。
/** * 对当前棋位进行评估 * * @param point 当前棋位 * @return */ private int evaluate(Point point) { // 分值 int score = 0; for (int i = 1; i < 5; i++) { // 获取该方向的局势 String situation = getSituation(point, i); // 下此步的得分 score += getScore(situation); } return score; }
现在,已经可以将我们写的 AI
接入GUI
程序做测试了。如果还没有 GUI
,也可以自己写个测试方法,只要按照方法的入参信息传入就行,方法输出的就是 AI
下一步的落子位置。
/** * 获取AI棋位 * * @param chessData 已下棋子数据 * @param point 对手棋位 * @param started 是否刚开局 * @return */ Point getPoint(int[][] chessData, Point point, boolean started);
测试了一下,现在的 AI
只知道进攻,不知道防守,所以我们需要对 getBestPoint
方法进行优化。之前只对 AI
落子进行了评估,现在我们也要对敌方落子进行评估,然后累积分值,这样可以提高 AI
的防守力度。
private Point getBestPoint() { Point best = null; // 初始分值为最小 int score = -INFINITY; /* 遍历所有能下棋的点位,评估各个点位的分值,选择分值最大的点位 */ for (int i = 0; i < this.cols; i++) { for (int j = 0; j < this.rows; j++) { if (this.chessData[i][j] != 0) { // 该点已有棋子,跳过 continue; } Point p = new Point(i, j, this.ai); // 该点得分 = AI落子得分 + 对手落子得分 int val = evaluate(p) + evaluate(new Point(i, j, 3 - this.ai)); // 选择得分最高的点位 if (val > score) { // 最高分被刷新 score = val; // 更新最佳点位 best = p; } } } return best; }
只有这行代码进行了改动,现在加上了对手落子到该点的得分。
// 该点得分 = AI落子得分 + 对手落子得分 int val = evaluate(p) + evaluate(new Point(i, j, 3 - this.ai));
再次测试,现在 AI
棋力还是太一般,防守能力是提高了,但还是输给了我这个“臭棋篓子”。
有一些局势的评分需要提高,例如:
- 活三又活二
- 冲四又活二
- 两个或两个以上的活三
- 冲四又活三
上面这些情况都得加一些分数,如果分数太普通,AI
棋力就会很普通甚至更弱,可以说目前的 AI
只能算是一个刚入门五子棋的新手。
我这边对这些情况的处理是这样的:
- 活三又活二:总分x2
- 冲四又活二:总分x4
- 两个或两个以上的活三:总分x6
- 冲四又活三:总分x8
新增一个方法,用于判断当前局势是属于什么棋型
/** * 检查当前局势是否处于某个局势 * * @param situation 当前局势 * @param chessModel 检查的局势 * @return */ private boolean checkSituation(String situation, ChessModel chessModel) { for (String value : chessModel.values) { if (situation.contains(value)) { return true; } } return false; }
修改评估方法 evaluate
,对各种棋型做一个统计,最后按照我上面给出的处理规则进行加分处理。
/** * 对当前棋位进行评估 * * @param point 当前棋位 * @return */ private int evaluate(Point point) { // 分值 int score = 0; // 活三数 int huosanTotal = 0; // 冲四数 int chongsiTotal = 0; // 活二数 int huoerTotal = 0; for (int i = 1; i < 5; i++) { String situation = getSituation(point, i); if (checkSituation(situation, ChessModel.HUOSAN)) { // 活三+1 huosanTotal++; } else if (checkSituation(situation, ChessModel.CHONGSI)) { // 冲四+1 chongsiTotal++; } else if (checkSituation(situation, ChessModel.HUOER)) { // 活二+1 huoerTotal++; } // 下此步的得分 score += getScore(situation); } if (huosanTotal > 0 && huoerTotal > 0) { // 活三又活二 score *= 2; } if (chongsiTotal > 0 && huoerTotal > 0) { // 冲四又活二 score *= 4; } if (huosanTotal > 1) { // 活三数大于1 score *= 6; } if (chongsiTotal > 0 && huosanTotal > 0) { // 冲四又活三 score *= 8; } return score; }
再次进行测试,AI
棋力已经可以打败我这个菜鸡了,但由于我棋艺不精,打败我不具代表性。
在网上找了一个大佬写的五子棋 AI
(gobang.light7.cn/#/), 我用我写的 AI
去和大佬的 AI
下棋,我的 AI
执黑,只能打败大佬的萌新级别执白的 AI
。
AI 执黑的情况,赢
AI 执白的情况,输
由于目前的 AI
只能思考一步棋,所以棋力不强,对方稍微套路一下可能就输了,后续还有很大的优化空间。
源码:https://github.com/anlingyi/xechat-idea/tree/main/xechat-plugin/src/main/java/cn/xeblog/plugin/game/gobang
以上就是Java实现AI五子棋游戏的示例代码的详细内容,更多关于Java AI五子棋的资料请关注其它相关文章!
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Spring MVC是一个基于Java的实现了MVC设计模式的请求驱动类型的轻量级Web框架,通过把Model,View,Controller分离,将web层进行职责解耦,把复杂的web应用分成逻辑清晰的几部分,简化开发,减少出错,方便组内开发人员之间的配合。 Spring MVC的工作原理了解嘛? image.png Springmvc的优点: (1)可以支持各种视图技术,而不仅仅局限于JSP; (2)与Spring框架集成(如IoC容器、AOP等); (3)清晰的角色分配:前端控制器(dispatcherServlet) , 请求到处理器映射(handlerMapping), 处理器适配器(HandlerAdapter), 视图解析器(ViewResolver)。 (4) 支持各种请求资源的映射策略。 Spring MVC的主要组件? (1)前端控制器 DispatcherServlet(不需要程序员开发) 作用:接收请求、响应结果,相当于转发器,有了DispatcherServlet 就减少了其它组件之间的耦合度。 (2)处理器映射器HandlerMapping(不需要程序员开发) 作用:根据请求的URL来查找Handler (3)处理器适配器HandlerAdapter 注意:在编写Handler的时候要按照HandlerAdapter要求的规则去编写,这样适配器HandlerAdapter才可以正确的去执行Handler。 (4)处理器Handler(需要程序员开发) (5)视图解析器 ViewResolver(不需要程序员开发) 作用:进行视图的解析,根据视图逻辑名解析成真正的视图(view) (6)视图View(需要程序员开发jsp) View是一个接口, 它的实现类支持不同的视图类型(jsp,freemarker,pdf等等) springMVC和struts2的区别有哪些? (1)springmvc的入口是一个servlet即前端控制器(DispatchServlet),而struts2入口是一个filter过虑器(StrutsPrepareAndExecuteFilter)。 (2)springmvc是基于方法开发(一个url对应一个方法),请求参数传递到方法的形参,可以设计为单例或多例(建议单例),struts2是基于类开发,传递参数是通过类的属性,只能设计为多例。 (3)Struts采用值栈存储请求和响应的数据,通过OGNL存取数据,springmvc通过参数解析器是将request请求内容解析,并给方法形参赋值,将数据和视图封装成ModelAndView对象,最后又将ModelAndView中的模型数据通过reques域传输到页面。Jsp视图解析器默认使用jstl。 SpringMVC怎么样设定重定向和转发的? (1)转发:在返回值前面加"forward:",譬如"forward:user.do?name=method4" (2)重定向:在返回值前面加"redirect:",譬如"redirect:http://www.baidu.com" SpringMvc怎么和AJAX相互调用的? 通过Jackson框架就可以把Java里面的对象直接转化成Js可以识别的Json对象。具体步骤如下 : (1)加入Jackson.jar (2)在配置文件中配置json的映射 (3)在接受Ajax方法里面可以直接返回Object,List等,但方法前面要加上@ResponseBody注解。 如何解决POST请求中文乱码问题,GET的又如何处理呢? (1)解决post请求乱码问题: 在web.xml中配置一个CharacterEncodingFilter过滤器,设置成utf-8; <filter> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <filter-class>org.springframework.web.filter.CharacterEncodingFilter</filter-class> <init-param> <param-name>encoding</param-name> <param-value>utf-8</param-value> </init-param> </filter> <filter-mapping> <filter-name>CharacterEncodingFilter</filter-name> <url-pattern>/*</url-pattern> </filter-mapping> (2)get请求中文参数出现乱码解决方法有两个: ①修改tomcat配置文件添加编码与工程编码一致,如下: <ConnectorURIEncoding="utf-8" connectionTimeout="20000" port="8080" protocol="HTTP/1.1" redirectPort="8443"/> ②另外一种方法对参数进行重新编码: String userName = new String(request.getParamter("userName").getBytes("ISO8859-1"),"utf-8") ISO8859-1是tomcat默认编码,需要将tomcat编码后的内容按utf-8编码。 Spring MVC的异常处理 ? 统一异常处理: Spring MVC处理异常有3种方式: (1)使用Spring MVC提供的简单异常处理器SimpleMappingExceptionResolver; (2)实现Spring的异常处理接口HandlerExceptionResolver 自定义自己的异常处理器; (3)使用@ExceptionHandler注解实现异常处理; 统一异常处理的博客:https://blog.csdn.net/ctwy291314/article/details/81983103 SpringMVC的控制器是不是单例模式,如果是,有什么问题,怎么解决? 是单例模式,所以在多线程访问的时候有线程安全问题,不要用同步,会影响性能的,解决方案是在控制器里面不能写成员变量。(此题目类似于上面Spring 中 第5题 有两种解决方案) SpringMVC常用的注解有哪些? @RequestMapping:用于处理请求 url 映射的注解,可用于类或方法上。用于类上,则表示类中的所有响应请求的方法都是以该地址作为父路径。 @RequestBody:注解实现接收http请求的json数据,将json转换为java对象。 @ResponseBody:注解实现将conreoller方法返回对象转化为json对象响应给客户。 SpingMvc中的控制器的注解一般用那个,有没有别的注解可以替代? 一般用@Controller注解,也可以使用@RestController,@RestController注解相当于@ResponseBody + @Controller,表示是表现层,除此之外,一般不用别的注解代替。 如果在拦截请求中,我想拦截get方式提交的方法,怎么配置? 可以在@RequestMapping注解里面加上method=RequestMethod.GET。 怎样在方法里面得到Request,或者Session? 直接在方法的形参中声明request,SpringMVC就自动把request对象传入。 如果想在拦截的方法里面得到从前台传入的参数,怎么得到? 直接在形参里面声明这个参数就可以,但必须名字和传过来的参数一样。 如果前台有很多个参数传入,并且这些参数都是一个对象的,那么怎么样快速得到这个对象? 直接在方法中声明这个对象,SpringMVC就自动会把属性赋值到这个对象里面。 SpringMVC中函数的返回值是什么? 返回值可以有很多类型,有String, ModelAndView。ModelAndView类把视图和数据都合并的一起的。 SpringMVC用什么对象从后台向前台传递数据的? 通过ModelMap对象,可以在这个对象里面调用put方法,把对象加到里面,前台就可以拿到数据。 怎么样把ModelMap里面的数据放入Session里面? 可以在类上面加上@SessionAttributes注解,里面包含的字符串就是要放入session里面的key。 SpringMvc里面拦截器是怎么写的: 有两种写法,一种是实现HandlerInterceptor接口,另外一种是继承适配器类,接着在接口方法当中,实现处理逻辑;然后在SpringMvc的配置文件中配置拦截器即可: <!-- 配置SpringMvc的拦截器 --> <mvc:interceptors> <!-- 配置一个拦截器的Bean就可以了 默认是对所有请求都拦截 --> <bean id="myInterceptor" class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptor"></bean> <!-- 只针对部分请求拦截 --> <mvc:interceptor> <mvc:mapping path="/modelMap.do" /> <bean class="com.zwp.action.MyHandlerInterceptorAdapter" /> </mvc:interceptor> </mvc:interceptors> 注解原理: 注解本质是一个继承了Annotation的特殊接口,其具体实现类是Java运行时生成的动态代理类。我们通过反射获取注解时,返回的是Java运行时生成的动态代理对象。通过代理对象调用自定义注解的方法,会最终调用AnnotationInvocationHandler的invoke方法。该方法会从memberValues这个Map中索引出对应的值。而memberValues的来源是Java常量池 三、Mybatis篇 什么是MyBatis? MyBatis是一个可以自定义SQL、存储过程和高级映射的持久层框架。 讲下MyBatis的缓存 MyBatis的缓存分为一级缓存和二级缓存,一级缓存放在session里面,默认就有, 二级缓存放在它的命名空间里,默认是不打开的,使用二级缓存属性类需要实现Serializable序列化接口, 可在它的映射文件中配置<cache/> Mybatis是如何进行分页的?分页插件的原理是什么? 1)Mybatis使用RowBounds对象进行分页,也可以直接编写sql实现分页,也可以使用Mybatis的分页插件。 2)分页插件的原理:实现Mybatis提供的接口,实现自定义插件,在插件的拦截方法内拦截待执行的sql,然后重写sql。 举例:select * from student,拦截sql后重写为:select t.* from (select * from student)t limit 0,10 简述Mybatis的插件运行原理,以及如何编写一个插件? 1)Mybatis仅可以编写针对ParameterHandler、ResultSetHandler、StatementHandler、 Executor这4种接口的插件,Mybatis通过动态代理, 为需要拦截的接口生成代理对象以实现接口方法拦截功能, 每当执行这4种接口对象的方法时,就会进入拦截方法, 具体就是InvocationHandler的invoke方法,当然, 只会拦截那些你指定需要拦截的方法。 2)实现Mybatis的Interceptor接口并复写intercept方法, 然后在给插件编写注解,指定要拦截哪一个接口的哪些方法即可, 记住,别忘了在配置文件中配置你编写的插件。 Mybatis动态sql是做什么的?都有哪些动态sql?能简述一下动态sql的执行原理不? 1)Mybatis动态sql可以让我们在Xml映射文件内, 以标签的形式编写动态sql,完成逻辑判断和动态拼接sql的功能。 2)Mybatis提供了9种动态sql标签:trim|where|set|foreach|if|choose|when|otherwise|bind。 3)其执行原理为,使用OGNL从sql参数对象中计算表达式的值, 根据表达式的值动态拼接sql,以此来完成动态sql的功能。 #{}和${}的区别是什么? 1)#{}是预编译处理,${}是字符串替换。 2)Mybatis在处理#{}时,会将sql中的#{}替换为?号,调用PreparedStatement的set方法来赋值(有效的防止SQL注入); 3)Mybatis在处理${}时,就是把${}替换成变量的值。 为什么说Mybatis是半自动ORM映射工具?它与全自动的区别在哪里? Hibernate属于全自动ORM映射工具, 使用Hibernate查询关联对象或者关联集合对象时, 可以根据对象关系模型直接获取,所以它是全自动的。 而Mybatis在查询关联对象或关联集合对象时, 需要手动编写sql来完成,所以,称之为半自动ORM映射工具。 Mybatis是否支持延迟加载?如果支持,它的实现原理是什么? 1)Mybatis仅支持association关联对象和collection关联集合对象的延迟加载, association指的就是一对一,collection指的就是一对多查询。 在Mybatis配置文件中, 可以配置是否启用延迟加载lazyLoadingEnabled=true|false。 2)它的原理是,使用CGLIB创建目标对象的代理对象, 当调用目标方法时,进入拦截器方法, 比如调用a.getB.getName, 拦截器invoke方法发现a.getB是null值, 那么就会单独发送事先保存好的查询关联B对象的sql, 把B查询上来,然后调用a.setB(b), 于是a的对象b属性就有值了, 接着完成a.getB.getName方法的调用。 这就是延迟加载的基本原理。 MyBatis与Hibernate有哪些不同? 1)Mybatis和hibernate不同,它不完全是一个ORM框架, 因为MyBatis需要程序员自己编写Sql语句, 不过mybatis可以通过XML或注解方式灵活配置要运行的sql语句, 并将java对象和sql语句映射生成最终执行的sql, 最后将sql执行的结果再映射生成java对象。 2)Mybatis学习门槛低,简单易学,程序员直接编写原生态sql, 可严格控制sql执行性能,灵活度高,非常适合对关系数据模型要求不高的软件开发, 例如互联网软件、企业运营类软件等,因为这类软件需求变化频繁, 一但需求变化要求成果输出迅速。但是灵活的前提是mybatis无法做到数据库无关性, 如果需要实现支持多种数据库的软件则需要自定义多套sql映射文件,工作量大。 3)Hibernate对象/关系映射能力强,数据库无关性好, 对于关系模型要求高的软件(例如需求固定的定制化软件) 如果用hibernate开发可以节省很多代码,提高效率。 但是Hibernate的缺点是学习门槛高,要精通门槛更高, 而且怎么设计O/R映射,在性能和对象模型之间如何权衡, 以及怎样用好Hibernate需要具有很强的经验和能力才行。 总之,按照用户的需求在有限的资源环境下只要能做出维护性、 扩展性良好的软件架构都是好架构,所以框架只有适合才是最好。 MyBatis的好处是什么? 1)MyBatis把sql语句从Java源程序中独立出来,放在单独的XML文件中编写, 给程序的维护带来了很大便利。 2)MyBatis封装了底层JDBC API的调用细节,并能自动将结果集转换成Java Bean对象, 大大简化了Java数据库编程的重复工作。 3)因为MyBatis需要程序员自己去编写sql语句, 程序员可以结合数据库自身的特点灵活控制sql语句, 因此能够实现比Hibernate等全自动orm框架更高的查询效率,能够完成复杂查询。 简述Mybatis的Xml映射文件和Mybatis内部数据结构之间的映射关系? Mybatis将所有Xml配置信息都封装到All-In-One重量级对象Configuration内部。 在Xml映射文件中,<parameterMap>标签会被解析为ParameterMap对象, 其每个子元素会被解析为ParameterMapping对象。 <resultMap>标签会被解析为ResultMap对象, 其每个子元素会被解析为ResultMapping对象。 每一个<select>、<insert>、<update>、<delete> 标签均会被解析为MappedStatement对象, 标签内的sql会被解析为BoundSql对象。 什么是MyBatis的接口绑定,有什么好处? 接口映射就是在MyBatis中任意定义接口,然后把接口里面的方法和SQL语句绑定, 我们直接调用接口方法就可以,这样比起原来了SqlSession提供的方法我们可以有更加灵活的选择和设置. 接口绑定有几种实现方式,分别是怎么实现的? 接口绑定有两种实现方式,一种是通过注解绑定,就是在接口的方法上面加 上@Select@Update等注解里面包含Sql语句来绑定, 另外一种就是通过xml里面写SQL来绑定,在这种情况下, 要指定xml映射文件里面的namespace必须为接口的全路径名. 什么情况下用注解绑定,什么情况下用xml绑定? 当Sql语句比较简单时候,用注解绑定;当SQL语句比较复杂时候,用xml绑定,一般用xml绑定的比较多 MyBatis实现一对一有几种方式?具体怎么操作的? 有联合查询和嵌套查询,联合查询是几个表联合查询,只查询一次, 通过在resultMap里面配置association节点配置一对一的类就可以完成; 嵌套查询是先查一个表,根据这个表里面的结果的外键id, 去再另外一个表里面查询数据,也是通过association配置, 但另外一个表的查询通过select属性配置。 Mybatis能执行一对一、一对多的关联查询吗?都有哪些实现方式,以及它们之间的区别? 能,Mybatis不仅可以执行一对一、一对多的关联查询, 还可以执行多对一,多对多的关联查询,多对一查询, 其实就是一对一查询,只需要把selectOne修改为selectList即可; 多对多查询,其实就是一对多查询,只需要把selectOne修改为selectList即可。 关联对象查询,有两种实现方式,一种是单独发送一个sql去查询关联对象, 赋给主对象,然后返回主对象。另一种是使用嵌套查询,嵌套查询的含义为使用join查询, 一部分列是A对象的属性值,另外一部分列是关联对象B的属性值, 好处是只发一个sql查询,就可以把主对象和其关联对象查出来。 MyBatis里面的动态Sql是怎么设定的?用什么语法? MyBatis里面的动态Sql一般是通过if节点来实现,通过OGNL语法来实现, 但是如果要写的完整,必须配合where,trim节点,where节点是判断包含节点有 内容就插入where,否则不插入,trim节点是用来判断如果动态语句是以and 或or 开始,那么会自动把这个and或者or取掉。 Mybatis是如何将sql执行结果封装为目标对象并返回的?都有哪些映射形式? 第一种是使用<resultMap>标签,逐一定义列名和对象属性名之间的映射关系。 第二种是使用sql列的别名功能,将列别名书写为对象属性名, 比如T_NAME AS NAME,对象属性名一般是name,小写, 但是列名不区分大小写,Mybatis会忽略列名大小写,