it-roy-ru.com

Как я могу сделать декабрьское произведение с потоками Java 8?

У меня есть следующий тип коллекции:

Map<String, Collection<String>> map;

Я хотел бы создать уникальные комбинации каждого из map.size() из одного значения в коллекции для каждого ключа.

Например, предположим, что карта выглядит следующим образом:

A, {a1, a2, a3, ..., an}
B, {b1, b2, b3, ..., bn}
C, {c1, c2, c3, ..., cn}

Результат, который я хотел бы получить, был бы результатом List<Set<String>>, похожим на (порядок не важен, он просто должен быть «полным» результатом, состоящим из всех возможных комбинаций):

{a1, b1, c1},
{a1, b1, c2},
{a1, b1, c3},
{a1, b2, c1},
{a1, b2, c2},
{a1, b2, c3},
...
{a2, b1, c1},
{a2, b1, c2},
...
{a3, b1, c1},
{a3, b1, c2},
...
{an, bn, cn}

Это в основном проблема подсчета, но я хотел бы посмотреть, возможно ли решение с использованием потоков Java 8.

23
Alex Paransky

Вы можете решить эту проблему с помощью рекурсивной цепочки flatMap

Во-первых, поскольку нам нужно перемещаться назад и вперед по значениям карты, лучше скопировать их в ArrayList (это не глубокая копия, в вашем случае это ArrayList только из 3 элементов, поэтому использование дополнительной памяти низкое).

Во-вторых, чтобы сохранить префикс ранее посещенных элементов, давайте создадим вспомогательный неизменяемый класс Prefix:

private static class Prefix<T> {
    final T value;
    final Prefix<T> parent;

    Prefix(Prefix<T> parent, T value) {
        this.parent = parent;
        this.value = value;
    }

    // put the whole prefix into given collection
    <C extends Collection<T>> C addTo(C collection) {
        if (parent != null)
            parent.addTo(collection);
        collection.add(value);
        return collection;
    }
}

Это очень простой неизменяемый связанный список, который можно использовать так:

List<String> list = new Prefix<>(new Prefix<>(new Prefix<>(null, "a"), "b"), "c")
                          .addTo(new ArrayList<>()); // [a, b, c];

Далее, давайте создадим внутренний метод, который связывает flatMaps:

private static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> comb(
        List<? extends Collection<T>> values, int offset, Prefix<T> prefix,
        Supplier<C> supplier) {
    if (offset == values.size() - 1)
        return values.get(offset).stream()
                     .map(e -> new Prefix<>(prefix, e).addTo(supplier.get()));
    return values.get(offset).stream()
            .flatMap(e -> comb(values, offset + 1, new Prefix<>(prefix, e), supplier));
}

Выглядит как рекурсия, но она более сложная: она не вызывает себя напрямую, а передает лямбду, которая вызывает внешний метод. Параметры:

  • значения: List исходных значений (new ArrayList<>(map.values) в вашем случае).
  • смещение: текущее смещение в этом списке
  • префикс: текущий префикс смещения длины (или null, если offset == 0). Он содержит текущие выбранные элементы из коллекций list.get(0), list.get(1) до list.get(offset-1).
  • поставщик: фабричный метод для создания результирующей коллекции.

Когда мы достигли конца списка значений (offset == values.size() - 1), мы сопоставляем элементы последней коллекции от значений до окончательной комбинации, используя поставщика. В противном случае мы используем flatMap, который для каждого промежуточного элемента увеличивает префикс и снова вызывает метод comb для следующего смещения.

Наконец, вот публичный метод использования этой функции:

public static <T, C extends Collection<T>> Stream<C> ofCombinations(
        Collection<? extends Collection<T>> values, Supplier<C> supplier) {
    if (values.isEmpty())
        return Stream.empty();
    return comb(new ArrayList<>(values), 0, null, supplier);
}

Пример использования:

Map<String, Collection<String>> map = new LinkedHashMap<>(); // to preserve the order
map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));

ofCombinations(map.values(), LinkedHashSet::new).forEach(System.out::println);

Мы снова собираем отдельные комбинации в LinkedHashSet, чтобы сохранить порядок. Вместо этого вы можете использовать любую другую коллекцию (например, ArrayList::new).

15
Tagir Valeev

Решение, которое в основном работает со списками, что значительно упрощает работу. Он выполняет рекурсивный вызов в flatMap, отслеживая элементы, которые уже были объединены, и наборы элементов, которые все еще отсутствуют, и предлагает результаты этой вложенной рекурсивной конструкции в виде потока списков: 

import Java.util.*;
import Java.util.stream.Stream;

public class CartesianProduct {

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, Collection<String>> map = 
            new LinkedHashMap<String, Collection<String>>();
        map.put("A", Arrays.asList("a1", "a2", "a3", "a4"));
        map.put("B", Arrays.asList("b1", "b2", "b3"));
        map.put("C", Arrays.asList("c1", "c2"));
        ofCombinations(map.values()).forEach(System.out::println);
    }

    public static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
        Collection<? extends Collection<T>> collections) {
        return ofCombinations(
            new ArrayList<Collection<T>>(collections), 
            Collections.emptyList());        
    }       

    private static <T> Stream<List<T>> ofCombinations(
        List<? extends Collection<T>> collections, List<T> current) {
        return collections.isEmpty() ? Stream.of(current) :
            collections.get(0).stream().flatMap(e -> 
            {
                List<T> list = new ArrayList<T>(current);
                list.add(e);
                return ofCombinations(
                    collections.subList(1, collections.size()), list);
            });
    }
}
8
Marco13

Декартово произведение в Java 8 с forEach:

List<String> listA = new ArrayList<>();
listA.add("0");
listA.add("1");
List<String> listB = new ArrayList<>();
listB.add("a");
listB.add("b"); 

List<String> cartesianProduct = new ArrayList<>();
listA.forEach(a -> listB.forEach(b -> cartesianProduct.add(a + b)));

cartesianProduct.forEach(System.out::println);
//Output : 0a 0b 1a 1b 
4
Miklos Toth

Вот еще одно решение, которое не использует столько функций из Streams, как в примере с Tagir; однако я считаю, что это будет более простым:

public class Permutations {

    transient List<Collection<String>> perms;

    public List<Collection<String>> list(Map<String, Collection<String>> map) {

        SortedMap<String, Collection<String>> sortedMap = new TreeMap<>();
        sortedMap.putAll(map);

        sortedMap.values().forEach((v) ->  perms = expand(perms, v));

        return perms;
    }

    private List<Collection<String>> expand(List<Collection<String>> list, Collection<String> elements) {

        List<Collection<String>> newList = new LinkedList<>();

        if (list == null) {
            elements.forEach((e) -> {
                SortedSet<String> set = new TreeSet<>();
                set.add(e);
                newList.add(set);
            });
        } else {
            list.forEach((set) ->
                elements.forEach((e) -> {
                    SortedSet<String> newSet = new TreeSet<>();
                    newSet.addAll(set);
                    newSet.add(e);
                    newList.add(newSet);
                }));
        }

        return newList;
    }
}

Вы можете удалить префикс Sorted, если вы не заинтересованы в упорядочении элементов; хотя, я думаю, что легче отлаживать, если все отсортировано.

Использование:

Permutations p = new Permutations();
List<Collection<String>> plist = p.list(map);
plist.forEach((s) -> System.out.println(s));

Наслаждайтесь!

3
Marin

В цикле создать комбинированный список

List<String> cartesianProduct(List<List<String>> wordLists) {

 List<String> cp = wordLists.get(0);

 for (int i = 1; i < wordLists.size(); i++) 
 {      
     List<String> secondList = wordLists.get(i);
     List<String> combinedList = cp.stream().flatMap(s1 -> secondList.stream().map(s2 -> s1 + s2))
                    .collect(Collectors.toList());
        cp = combinedList;

    }
        return cp;
}
0
ravthiru

Я написал класс, реализующий Iterable и содержащий только текущий элемент в памяти. Iterable , а также Iterator могут быть преобразованы в Stream при желании.

class CartesianProduct<T> implements Iterable<List<T>> {
    private final Iterable<? extends Iterable<T>> factors;

    public CartesianProduct(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
        this.factors = factors;
    }

    @Override
    public Iterator<List<T>> iterator() {
        return new CartesianProductIterator<>(factors);
    }
}

class CartesianProductIterator<T> implements Iterator<List<T>> {
    private final List<Iterable<T>> factors;
    private final Stack<Iterator<T>> iterators;
    private final Stack<T> current;
    private List<T> next;
    private int index = 0;

    private void computeNext() {
        while (true) {
            if (iterators.get(index).hasNext()) {
                current.add(iterators.get(index).next());
                if (index == factors.size() - 1) {
                    next = new ArrayList<>(current);
                    current.pop();
                    return;
                }
                index++;
                iterators.add(factors.get(index).iterator());
            } else {
                index--;
                if (index < 0) {
                    return;
                }
                iterators.pop();
                current.pop();
            }
        }
    }

    public CartesianProductIterator(final Iterable<? extends Iterable<T>> factors) {
        this.factors = StreamSupport.stream(factors.spliterator(), false)
                .collect(Collectors.toList());
        if (this.factors.size() == 0) {
            index = -1;
        }
        iterators = new Stack<>();
        iterators.add(this.factors.get(0).iterator());
        current = new Stack<>();
        computeNext();
    }

    @Override
    public boolean hasNext() {
        if (next == null && index >= 0) {
            computeNext();
        }
        return next != null;
    }

    @Override
    public List<T> next() {
        if (!hasNext()) {
            throw new IllegalStateException();
        }
        var result = next;
        next = null;
        return result;
    }
}
0
ominug

Используйте класс потребительских функций, список и foreach

    public void tester(){

        String[] strs1 = {"2","4","9"};
        String[] strs2 = {"9","0","5"};

        //Final output is {"29", "49, 99", "20", "40", "90", "25", "45", "95"}
        List<String> result = new ArrayList<>();
        Consumer<String> consumer = (String str) -> result.addAll(Arrays.stream(strs1).map(s -> s+str).collect(Collectors.toList()));
        Arrays.stream(strs2).forEach(consumer);

        System.out.println(result);

}
0
Olufemi