Есть ли способ сделать вложенные циклы n-уровня в Java?
https://stackoverflow.com/questions/426878
italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
RussianВопрос
Другими словами, могу ли я сделать что-то вроде
for() {
for {
for {
}
}
}
Кроме N раз?Другими словами, когда вызывается метод, создающий циклы, ему дается некоторый параметр N, и затем метод создаст N этих циклов, вложенных один в другой?
Конечно, идея состоит в том, что должен быть «легкий» или «обычный» способ сделать это.У меня уже есть идея для очень сложной задачи.
Решение
Похоже, вы можете захотеть изучить рекурсию.
Другие советы
jjnguy прав; рекурсия позволяет динамически создавать вложенность переменной глубины. Тем не менее, вы не получите доступ к данным из внешних слоев без дополнительной работы. & Quot; in-line-nested & Quot; случай:
for (int i = lo; i < hi; ++i) {
for (int j = lo; j < hi; ++j) {
for (int k = lo; k < hi; ++k) {
// do something **using i, j, and k**
}
}
}
хранит переменные i, j и k в области видимости для самого внутреннего тела.
Вот один быстрый способ сделать это:
public class NestedFor {
public static interface IAction {
public void act(int[] indices);
}
private final int lo;
private final int hi;
private final IAction action;
public NestedFor(int lo, int hi, IAction action) {
this.lo = lo;
this.hi = hi;
this.action = action;
}
public void nFor (int depth) {
n_for (0, new int[0], depth);
}
private void n_for (int level, int[] indices, int maxLevel) {
if (level == maxLevel) {
action.act(indices);
} else {
int newLevel = level + 1;
int[] newIndices = new int[newLevel];
System.arraycopy(indices, 0, newIndices, 0, level);
newIndices[level] = lo;
while (newIndices[level] < hi) {
n_for(newLevel, newIndices, maxLevel);
++newIndices[level];
}
}
}
}
Интерфейс IAction определяет роль управляемого действия, которое принимает массив индексов в качестве аргумента для своего метода act.
В этом примере каждый экземпляр NestedFor настраивается конструктором с ограничениями итерации и действием, выполняемым на самом внутреннем уровне. Параметр метода nFor указывает, как глубоко вкладывать.
Вот пример использования:
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 4; ++i) {
final int depth = i;
System.out.println("Depth " + depth);
IAction testAction = new IAction() {
public void act(int[] indices) {
System.out.print("Hello from level " + depth + ":");
for (int i : indices) { System.out.print(" " + i); }
System.out.println();
}
};
NestedFor nf = new NestedFor(0, 3, testAction);
nf.nFor(depth);
}
}
и (частичный) вывод его выполнения:
Depth 0
Hello from level 0:
Depth 1
Hello from level 1: 0
Hello from level 1: 1
Hello from level 1: 2
Depth 2
Hello from level 2: 0 0
Hello from level 2: 0 1
Hello from level 2: 0 2
Hello from level 2: 1 0
Hello from level 2: 1 1
Hello from level 2: 1 2
Hello from level 2: 2 0
Hello from level 2: 2 1
Hello from level 2: 2 2
Depth 3
Hello from level 3: 0 0 0
Hello from level 3: 0 0 1
Hello from level 3: 0 0 2
Hello from level 3: 0 1 0
...
Hello from level 3: 2 1 2
Hello from level 3: 2 2 0
Hello from level 3: 2 2 1
Hello from level 3: 2 2 2
Возможно, вы захотите объяснить, что вы действительно хотите сделать.
Если внешние циклы for ничего не делают, кроме управления счетчиком, то ваши вложенные циклы <=> - это просто более сложный способ итерации с помощью счетчика, который может обрабатываться одним циклом <=>.
Например:
for (x = 0; x < 10; ++x) {
for (y = 0; y < 5; ++y) {
for (z = 0; z < 20; ++z) {
DoSomething();
}
}
}
эквивалентно
for (x = 0; x < 10*5*20; ++x) {
DoSomething();
}
Я действительно думал об этом на днях.
Примером, который, вероятно, не идеален, но довольно близок к тому, о чем я думаю, было бы распечатать дерево каталогов
public void printTree(directory) {
for(files in directory) {
print(file);
if(file is directory) {
printTree(file);
}
}
}
Таким образом, в итоге вы получите стек циклов for, вложенных друг в друга, и вам не нужно будет точно определять, как они должны идти вместе.
Правка 2015 года. В то же время, что и в предыдущем заклинании, я сделал следующий пакет, чтобы справиться с этим; https://github.com/BeUndead/NFor
Использование будет следующим:
public static void main(String... args) {
NFor<Integer> nfor = NFor.of(Integer.class)
.from(0, 0, 0)
.by(1, 1, 1)
.to(2, 2, 3);
for (Integer[] indices : nfor) {
System.out.println(java.util.Arrays.toString(indices));
}
}
в результате
[0, 0, 0]
[0, 0, 1]
[0, 0, 2]
[0, 1, 0]
[0, 1, 1]
[0, 1, 2]
[1, 0, 0]
[1, 0, 1]
[1, 0, 2]
[1, 1, 0]
[1, 1, 1]
[1, 1, 2]
Он также поддерживает условия, отличные от lessThan. Использование там было (с import static NFor.*;):
NFor<Integer> nfor = NFor.of(Integer.class)
.from(-1, 3, 2)
.by(1, -2, -1)
.to(lessThanOrEqualTo(1), greaterThanOrEqualTo(-1), notEqualTo(0));
В результате:
[-1, 3, 2]
[-1, 3, 1]
[-1, 1, 2]
[-1, 1, 1]
[-1, -1, 2]
[-1, -1, 1]
[0, 3, 2]
[0, 3, 1]
[0, 1, 2]
[0, 1, 1]
[0, -1, 2]
[0, -1, 1]
[1, 3, 2]
[1, 3, 1]
[1, 1, 2]
[1, 1, 1]
[1, -1, 2]
[1, -1, 1]
Очевидно, что поддерживаются циклы разной длины и разных классов (все в штучной упаковке, числовые примитивы). По умолчанию (если не указано) используется значение (0, ...). By (1, ...); но a (...) должен быть указан.
Файл NForTest должен демонстрировать несколько различных способов его использования.
Основной предпосылкой этого является простое продвижение «индексов» каждый ход, а не использование рекурсии.
Проблема нуждается в уточнении. Возможно, рекурсия поможет вам, но имейте в виду, что рекурсия почти всегда является альтернативой итерации, и наоборот. Может быть так, что двухуровневый вложенный цикл может быть достаточным для ваших нужд. Просто дайте нам знать, какую проблему вы пытаетесь решить.
Основная идея вложенных циклов - умножение .
Если продолжить ответ Михаэля Барра, если внешние циклы for ничего не делают, кроме управления счетом, то ваши вложенные циклы n над счетами X - это просто более сложный способ перебора произведения счетчиков. с одним Y циклом.
Теперь давайте расширим эту идею до списков. Если вы перебираете три списка во вложенных циклах, это просто более сложный способ перебора продуктов списков с помощью одного цикла. Но как выразить произведение трех списков?
Во-первых, нам нужен способ выражения произведения типов. Продукт двух типов P2<X, Y> и P3<A, B, C> можно выразить в виде универсального типа, например List<X>. Это просто значение, которое состоит из двух значений: одно типа List<Y>, другое типа List<Z>. Это выглядит так:
public abstract class P2<A, B> {
public abstract A _p1();
public abstract B _p2();
}
Для продукта трех типов у нас просто есть List<P3<X, Y, Z>> с очевидным третьим методом. Таким образом, произведение трех списков достигается путем распределения функтора List по типу продукта. Таким образом, произведение List, doSomething и <=> просто <=>. Затем вы можете перебрать этот список с помощью одного цикла.
библиотека функциональных Java имеет тип <=>, который поддерживает умножение списков вместе с использованием первоклассных функций и типов продуктов. (P2, P3 и т. Д., Которые также включены в библиотеку).
Например:
for (String x : xs) {
for (String y : ys) {
for (String z : zs) {
doSomething(x, y, z);
}
}
}
эквивалентно
for (P3<String, String, String> p : xs.map(P.p3()).apply(ys).apply(zs)) {
doSomething(p._1(), p._2(), p._3());
}
Продвигаясь дальше с функциональной Java, вы можете сделать <=> первоклассным, как показано ниже. Допустим, <=> возвращает строку:
public static final F<P3<String, String, String>, String> doSomething =
new F<P3<String, String, String>, String>() {
public String f(final P3<String, String, String> p) {
return doSomething(p._1(), p._2(), p._3());
}
};
Затем вы можете полностью исключить цикл for и собрать результаты всех применений <=>:
List<String> s = xs.map(P.p3()).apply(ys).apply(zs).map(doSomething);
Если у вас общая структура вложенного цикла, например:
for(i0=0;i0<10;i0++)
for(i1=0;i1<10;i1++)
for(i2=0;i2<10;i2++)
....
for(id=0;id<10;id++)
printf("%d%d%d...%d\n",i0,i1,i2,...id);
где i0,i1,i2,...,id - переменные цикла, а d - глубина вложенного цикла.
Эквивалентное рекурсивное решение:
void nestedToRecursion(counters,level){
if(level == d)
computeOperation(counters,level);
else
{
for (counters[level]=0;counters[level]<10;counters[level]++)
nestedToRecursion(counters,level+1);
}
}
void computeOperation(counters,level){
for (i=0;i<level;i++)
printf("%d",counters[i]);
printf("\n");
}
counters - это массив размером i0,i1,i2,...id, представляющий соответствующие переменные int counters[d] соответственно initial[d], ending[d].
nestedToRecursion(counters,0);
Точно так же мы можем преобразовать другие переменные, такие как инициализация рекурсии или окончание, используя для них массивы, то есть мы могли бы иметь <=>.
Самый лучший общий подход, который я смог придумать в Java 7, это
// i[0] = 0..1 i[1]=0..3, i[2]=0..4
MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5}, new MultiForLoop.Callback() {
void act(int[] i) {
System.err.printf("%d %d %d\n", i[0], i[1], i[2] );
}
}
Или в Java 8:
// i[0] = 0..1 i[1]=0..3, i[2]=0..4
MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5},
i -> { System.err.printf("%d %d %d\n", i[0], i[1], i[2]; }
);
Реализация, которая поддерживает это:
/**
* Uses recursion to perform for-like loop.
*
* Usage is
*
* MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5}, new MultiForLoop.Callback() {
* void act(int[] indices) {
* System.err.printf("%d %d %d\n", indices[0], indices[1], indices[2] );
* }
* }
*
* It only does 0 - (n-1) in each direction, no step or start
* options, though they could be added relatively trivially.
*/
public class MultiForLoop {
public static interface Callback {
void act(int[] indices);
}
static void loop(int[] ns, Callback cb) {
int[] cur = new int[ns.length];
loop(ns, cb, 0, cur);
}
private static void loop(int[] ns, Callback cb, int depth, int[] cur) {
if(depth==ns.length) {
cb.act(cur);
return;
}
for(int j = 0; j<ns[depth] ; ++j ) {
cur[depth]=j;
loop(ns,cb, depth+1, cur);
}
}
}
String fors(int n){
StringBuilder bldr = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < n; i++){
for(int j = 0; j < i; j++){
bldr.append('\t');
}
bldr.append("for() {\n");
}
for(int i = n-1; i >= 0; i--){
for(int j = 0; j < i; j++){
bldr.append('\t');
}
bldr.append("}\n");
}
return bldr.toString();
}
Создает хороший вложенный скелет для цикла ;-) Не совсем серьезно, и я знаю, что рекурсивное решение было бы более элегантным.
public void recursiveFor(Deque<Integer> indices, int[] ranges, int n) {
if (n != 0) {
for (int i = 0; i < ranges[n-1]; i++) {
indices.push(i);
recursiveFor(indices, ranges, n-1);
indices.pop();
}
}
else {
// inner most loop body, access to the index values thru indices
System.out.println(indices);
}
}
Пример вызова:
int[] ranges = {2, 2, 2};
recursiveFor(new ArrayDeque<Integer>(), ranges, ranges.length);
я впервые отвечаю на вопрос, но мне показалось, что мне нужно поделиться этой информацией из `
for (x = 0; x < base; ++x) {
for (y = 0; y < loop; ++y) {
DoSomething();
}
}
эквивалентно
for (x = 0; x < base*loop; ++x){
DoSomething();
}
так что, если вам нужно n гнезд, это можно записать с использованием деления между base и loop, чтобы это выглядело так просто:
char[] numbs = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'};
public void printer(int base, int loop){
for (int i = 0; i < pow(base, loop); i++){
int remain = i;
for (int j = loop-1; j >= 0; j--){
int digit = remain/int(pow(base, j));
print(numbs[digit]);
remain -= digit*pow(base, j);
}
println();
}
}
поэтому, если вы введете printer(10, 2);, он выведет:
00
01
02
03
04
...
97
98
99
Это сработало для меня очень хорошо - мне пришлось выбирать из некоторых альтернатив, которые были сохранены в myAlternativePaths, и основная идея заключается в том, что я пытался создать следующий выбор, и когда произошел " overflow Quot; в одном измерении / компоненте вы просто повторно инициализируете это измерение и добавляете одно к следующему.
public boolean isValidAlternativeSelection (int[] alternativesSelected) {
boolean allOK = true;
int nPaths= myAlternativePaths.size();
for (int i=0; i<nPaths; i++) {
allOK=allOK & (alternativesSelected[i]<myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size());
}
return allOK;
}
public boolean getNextValidAlternativeSelection (int[] alternativesSelected) {
boolean allOK = true;
int nPaths= myAlternativePaths.size();
alternativesSelected[0]=alternativesSelected[0]+1;
for (int i=0; i<nPaths; i++) {
if (alternativesSelected[i]>=myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size()) {
alternativesSelected[i]=0;
if(i<nPaths-1) {
alternativesSelected[i+1]=alternativesSelected[i+1]+1;
} else {
allOK = false;
}
}
// allOK=allOK & (alternativesSelected[i]<myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size());
}
return allOK;
}
В целях краткости я помещаю свой код здесь:
void variDepth(int depth, int n, int i) {
cout<<"\n d = "<<depth<<" i = "<<i;
if(!--depth) return;
for(int i = 0;i<n;++i){
variDepth(depth,n,i);
}
}
void testVariDeapth()
{ variDeapth(3, 2,0);
}
Выход
d = 3 i = 0
d = 2 i = 0
d = 1 i = 0
d = 1 i = 1
d = 2 i = 1
d = 1 i = 0
d = 1 i = 1
