如何有效地对抽象列表进行嵌套迭代？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如何有效地对抽象列表进行嵌套迭代？

【英文标题】：How to do a nested iteration over an abstract list efficiently?

【发布时间】：2018-11-17 02:30:12

【问题描述】：

我正在尝试复制“遍历自笛卡尔积的上对角矩阵”的典型构造，并以列表为源。用外行的话来说，如果我有一个数组 a 我想这样做：

for (int i = 0; i < a.length; i++) 
  for (int j = i; j < a.length; j++) 
    collect(a[i], a[j]);
  

但是有一个抽象的List，我不能依靠索引来有效地访问。

我考虑过这一点，它节省内存和时间（因为调用 sublist 使用原始列表作为支持结构）但对于 Java 来说看起来并不习惯：

for (List<E> tail = list; !tail.isEmpty(); tail = tail.sublist(1, tail.size()) 
  E a = tail.get(0);
  for (E b : tail) 
    collect(a, b);
  

还有更好的选择吗？

---

一个样本：

如果输入序列是 [1, 2, 3] 并且占位符 collect 是 System.out.println，则输出应该是其中的对（索引，而不是值）i>= j：

1 1
1 2
1 3
2 2
2 3
3 3

并且不是所有可能的对（可以通过两个简单的循环来完成）。

【问题讨论】：

“抽象列表”是什么意思？ collect(..) 方法有什么作用？样本输入和预期输出是什么？这个问题对我来说很不清楚。

他有一个基类List的对象。根据列表的具体实现，按索引访问对象效率低下，例如LinkedList。据我了解，他正在寻找一种不依赖于将get(i) 用于i != 0 的解决方案。

您是否考虑过使用列表的迭代器@fortran？

看过答案后，我认为您当前的解决方案还不错。顺便说一句，您可以使用!tail.isEmpty() 而不是tail.size() > 0 使其更清晰。

是的，都是因为在Java中，迭代器不能被复制，这很可惜。它们可以使用其他一些语言，例如 C++。

【参考方案1】：

您可以将listIterator 方法用于返回ListIterator 对象的列表，该对象将按顺序遍历您的列表。最重要的是，可以使用可选参数index 调用该方法，以从列表中的给定点开始。 ListIterator 也很方便地知道它的当前索引，我们可以使用它来设置我们的第二个迭代器。

一个例子可能如下所示：

List<Integer> list = new LinkedList<Integer>(Arrays.asList(1, 2, 3));

ListIterator<Integer> i = list.listIterator();

while (i.hasNext())

    ListIterator<Integer> j = list.listIterator(i.nextIndex());
    int iV = i.next();
    while (j.hasNext())
    
        collect(iV, j.next());
    

为以下对调用collect：

1, 1
1, 2
1, 3
2, 2
2, 3
3, 3

正如正确提到的，这给我们留下了 list.listIterator(i.nextIndex())-call 的潜在复杂性 O(n)。

因此，如果内存不是问题，另一种解决方案是确保您的 List 是一种易于随机访问的类型（例如，数组支持的列表，例如 ArrayList），并在这样的列表中复制您的数据不是这样的。

【讨论】：

调用 listIterator(int) 在链表上具有 o(n) 复杂性，不是最优的。

虽然这是真的，但如果不从头部或尾部开始，则无法到达LinkedList 中的某个点，除非将您的列表复制到通过随机访问更方便访问的结构中.或者好吧，我不知道。

因此，如果内存不是问题，请将您的结构复制到 ArrayList 并对其使用随机访问。复制时只需 O(n) 一次。

好吧，这违背了试图找到优雅解决方案的意义......如果我要这样做，我会将界面更改为需要RandomAccess 列表。

很难找到一个优雅的解决方案，因为LinkedList 在内存中的表示方式使得如果不从头一直遍历到某个值，就不可能“知道”某个值的位置或者尾巴……

【参考方案2】：

public static void collect(List<Integer> data) 
    List<Integer> a = data instanceof RandomAccess ? data : new ArrayList<>(data);

    for (int i = 0; i < a.size(); i++)
        for (int j = i; j < a.size(); j++)
            collect(a.get(i), a.get(j));

【讨论】：

与@Ben 的回答相同的问题，使用任意索引调用listIterator

@fortran 是的。我已经改变了解决方案。

您应该使用instanceof RandomAccess，而不是instanceof ArrayList。这是一个由 ArrayList “实现”的标记接口，但随机访问列表不仅仅是 ArrayList。

@DodgyCodeException 谢谢！

我一直在进行一些实验，这是第二快的方法（在复制到数组之后，速度稍快），所以令我惊讶的是，这是一个可以接受的解决方案 :)