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使用Java8函數(shù)式編程生成字母序列

移動(dòng)開(kāi)發(fā)
Cabsguru 在投資前獲得了百萬(wàn)美元的估值,但同一天它的創(chuàng)始人 Pulkit Ahuja 依舊選擇接受一份工作 offer。本文就是他這段真實(shí)的經(jīng)歷,這段經(jīng)歷也為想當(dāng)企業(yè)家的創(chuàng)始人提供了一個(gè)獨(dú)特的經(jīng)驗(yàn)。

在 Java 8 中使用函數(shù)式編程生成字母序列是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。Lukas Eder 愉快地接受了這個(gè)挑戰(zhàn),他將告訴我們?nèi)绾问褂?Java 8 來(lái)生成ABC的序列——當(dāng)然,肯定不是一種蹩腳的方式。

我被 Stack Overflow 上網(wǎng)友“mip”提的一個(gè)有趣的問(wèn)題給難住了。該問(wèn)題是:

 
  1. 我正在尋找一種生成下列字母序列的方式: 
  2.  
  3. A, B, C, ..., Z, AA, AB, AC, ..., ZZ. 

大家應(yīng)該能夠很快認(rèn)出這是 Excel spreadsheet 的頭部,準(zhǔn)確的樣子如下:

使用Java 8函數(shù)式編程生成字母序列

到現(xiàn)在為止,沒(méi)有一個(gè)答案是使用 Java 8 的函數(shù)式編程實(shí)現(xiàn)的,因此我接受此挑戰(zhàn)。我將使用 jOOλ,因?yàn)?Java 8 的 Stream API 提供的功能不足以完成該任務(wù)(我承認(rèn)我錯(cuò)了——非常感謝 Sebastian 對(duì)這個(gè)問(wèn)題的有趣解答)。

首先,我們用函數(shù)的方式分解這個(gè)算法。我們所需要的組件有:

  1. 一個(gè)(可重復(fù))的字母表。
  2. 一個(gè)上界,例如想生成多少個(gè)字母。如要求生成序列ZZ,那上界就是2。
  3. 一種將字母表中的字母與先前生成的字母聯(lián)合成一個(gè)笛卡爾積(cartesian product)的方法。

讓我們看一下代碼:

1、生成字母表

我們可以這樣寫(xiě)入字母表,如:


  1. List<String> alphabet = Arrays.asList("A""B", ..., "Z"); 

但這很差勁。我們使用 jOOλ 代替:


  1. List<String> alphabet = Seq 
  2.     .rangeClosed('A''Z'
  3.     .map(Object::toString) 
  4.     .toList(); 

上面的代碼生成從字符 A 到 Z 的封閉區(qū)間(Java-8-Stream-speak 是包含上邊界的),然后將字符映射成字符串,***將其轉(zhuǎn)換為列表。

目前為止,一切都很好?,F(xiàn)在:

2、使用上邊界:

要求的字符序列包括:


  1. A .. Z, AA, AB, .. ZZ 

但是我們應(yīng)該很容易想到擴(kuò)展該需求,能生成如下字符序列,或者更多:


  1. A .. Z, AA, AB, .. ZZ, AAA, AAB, .. ZZZ 

因此,我們將再次使用 rangeClosed():


  1. // 1 = A .. Z, 2 = AA .. ZZ, 3 = AAA .. ZZZ 
  2. Seq.rangeClosed(12
  3.    .flatMap(length -> ...) 
  4.    .forEach(System.out::println); 

這種方法是為范圍[1..2]中每個(gè)長(zhǎng)度生成一個(gè)單獨(dú)的流,然后再將這些流合并到一個(gè)流中。flatMap() 的本質(zhì)與命令式編程(imperative programming)中的嵌套循環(huán)類似。

3、合并字母到一個(gè)笛卡爾積中

這是最棘手的部分:我們需要合并字符及出現(xiàn)的次數(shù)。因此,我們將使用如下的流:


  1. Seq.rangeClosed(1, length - 1
  2.    .foldLeft(Seq.seq(alphabet), (s, i) ->  
  3.        s.crossJoin(Seq.seq(alphabet)) 
  4.         .map(t -> t.v1 + t.v2)) 
  5.     ); 

我們?cè)俅问褂?rangeClosed() 來(lái)生成范圍 [1 .. length-1] 的值。foldLeft() 與 reduce() 基本一致,區(qū)別在于 foldLeft() 保證在流中的順序是從“左至右”的,不需要 fold 函數(shù)來(lái)關(guān)聯(lián)。

另一方面,這是一個(gè)共容易懂的詞匯:foldLeft() 僅代表一條循環(huán)的命令。循環(huán)的“起源”(即循環(huán)的初始化值)是一個(gè)完整的字母表(Seq.seq(alphabet))。現(xiàn)在,在范圍[1..length-1] 中的值生成一個(gè)笛卡爾積(crossJoin()),產(chǎn)生一個(gè)新的字母表,然后我們將每個(gè)合并的字母再組成一個(gè)單獨(dú)的字符串(t.v1 與 t.v2)。

這就是整個(gè)過(guò)程。

將上面的內(nèi)容合并到一起

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的打印 A .. Z, AA .. ZZ, AAA .. ZZZ 到控制臺(tái)的程序:


  1. import org.jooq.lambda.Seq; 
  2. public class Test { 
  3.     public static void main(String[] args) { 
  4.         int max = 3
  5.         List<String> alphabet = Seq 
  6.             .rangeClosed('A''Z'
  7.             .map(Object::toString) 
  8.             .toList(); 
  9.         Seq.rangeClosed(1, max) 
  10.            .flatMap(length -> 
  11.                Seq.rangeClosed(1, length - 1
  12.                   .foldLeft(Seq.seq(alphabet), (s, i) ->  
  13.                       s.crossJoin(Seq.seq(alphabet)) 
  14.                        .map(t -> t.v1 + t.v2))) 
  15.            .forEach(System.out::println); 
  16.     } 

聲明

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題,這確實(shí)不是***的算法。在Stack Overflow,有一個(gè)匿名用戶給出了一種***實(shí)現(xiàn)方法。


  1. import static java.lang.Math.*; 
  2. private static String getString(int n) { 
  3.     char[] buf = new char[(int) floor(log(25 * (n + 1)) / log(26))]; 
  4.     for (int i = buf.length - 1; i >= 0; i--) { 
  5.         n--; 
  6.         buf[i] = (char) ('A' + n % 26); 
  7.         n /= 26
  8.     } 
  9.     return new String(buf); 

不用說(shuō),這個(gè)算法比之前的函數(shù)式算法會(huì)快很多。

責(zé)任編輯:倪明 來(lái)源: ImportNew
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