使用 `inject`、`unless` 和 `next` 来确定最小值

Posted 2023-02-25

【中文标题】使用 `inject`、`unless` 和 `next` 来确定最小值

【英文标题】：Using `inject`, `unless`, and `next` to determine the minimum value

【发布时间】：2016-03-22 14:31:22

【问题描述】：

我有这个代码：

def test(vertices, distances)
  until vertices.empty?
    nearest_vertex = vertices.inject do |a, b|
      p "a = #a: b = #b"
      p "distances[a] = #distances[a], distances[b] = #distances[b]"
      next b unless distances[a] #next b if distances[a] == true
      next a unless distances[b] #next a if distances[b] == true
      next a if distances[a] < distances[b]
      p "b = #b"
      b
    end
    p "nearest_vertex = #nearest_vertex"
    vertices.delete nearest_vertex
  end
end

vertices = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
distances = 1 => 0, 2 => 3, 3 => 2, 4 => 18, 5 => nil, 6 => 7
test(vertices, distances)

哪些输出：

"a = 1: b = 2"
"distances[a] = 0, distances[b] = 3"
"a = 1: b = 3"
"distances[a] = 0, distances[b] = 2"
...
"a = 1: b = 6"
"distances[a] = 0, distances[b] = 7"
"nearest_vertex = 1"

这里没有打印b = 6。这是因为next 发出了停止迭代命令吗？

"a = 2: b = 3"
"distances[a] = 3, distances[b] = 2"
"b = 3"

这里为什么不继续迭代@​​987654326@？

"a = 3: b = 4"
"distances[a] = 2, distances[b] = 18"
"a = 3: b = 5"
"distances[a] = 2, distances[b] = "
"a = 3: b = 6"
"distances[a] = 2, distances[b] = 7"
"nearest_vertex = 3"
...

一旦将a 设置为3，一切都会按照我的想法进行。程序怎么知道nearest_vertex是三？

我不明白inject 和next 在确定如何以及何时将顶点声明为nearest_vertex 之间的交互。没有比较运算符时，距离是如何比较的？

【问题讨论】：

我相信您将块中的累加器和元素混合到inject 上。根据您的 cmets，您希望它是 |element, accum|，而恰恰相反：|accum, element|。尝试将|a, b| 交换为|b, a|。

“最接近”什么？

感谢铁皮人编辑我的原帖。这是我在 *** 上发布的第一个问题，原始格式不太理想。 Nearest 只是将“a”与所有其他“b”进行比较并选择最小的数字。这是从 Ruby 中 Dijkstra 算法的实现中脱离上下文的一小段代码。

【参考方案1】：

让我用纯 Ruby 解释Enumerable#inject。请注意，以下代码不是 Enumerable#inject 的原始实现。为清楚起见，我会在课堂上讲解Array，重点讲解最基本的用法ary.inject(&block)：

class Array
  def inject(&block)
    return nil if self.empty?

    enumerator = self.each

    accumulator = enumerator.next

    loop do
      begin
        accumulator = block.call(accumulator, enumerator.next)
      rescue StopIteration
        break
      end
    end

    accumulator
  end
end

可以看到在循环中，前一次迭代的累加器和数组的当前元素被传递给了block的params，block的返回值被重新赋值给了累加器。

那么块中的next x是什么？

您可以将块视为匿名函数，关键字next 就是它的return。它终止当前块调用并使块返回x（如果没有明确指定返回值，则返回nil）。

顺便说一句，块中的break x终止了获取该块的方法调用，并使方法返回x。例如：

[1, 2, 3, 4].inject do |acc, n|
   break n if n == 2
   acc + n
end
=> 2

当n 为2 时，Array#inject 被break 终止，并返回n。

return 在一个块中终止调用该块的方法的方法调用。例如：

def foo
  [1, 2, 3].inject do |acc, n|
    return n
  end
  puts 'You will never see this this sentence.'
end

foo
=> 2

并且没有打印任何句子，因为foo被return终止。

【讨论】：

感谢您抽出宝贵时间帮助我更好地了解注入方法。将它与 unless 结合使用确实令人困惑，但我想我现在对它的理解要好得多。

【参考方案2】：

inject 的工作原理

传递给inject 的块在每次迭代中接收两个参数。第一个参数（此处为prev_nearest_key）是一个“累加器”，其值是前一次迭代返回的任何值。 （对于第一次迭代，它将是提供给inject 的参数，或者，如果不存在，则为集合的第一个元素——vertices[0]。）第二个参数（key）是集合的当前元素。迭代完成后，返回累加器的最终值。

当您在传递给迭代器的块中调用next val 时，val 会立即从该块返回并开始下一次迭代。为了演示，下面是 map 的样子：

["h", "e", "l", "l", "o"].map do |letter|
  next letter.upcase if "aeoiu".include?(letter)
  letter
end
# => ["h", "E", "l", "l", "O"]

上面，当letter 是元音时，从块中返回letter.upcase，并且永远不会评估下一行。当letter 不是元音时，它原封不动地从块中返回。

这是一个类似的注入示例：

["h", "e", "l", "l", "o"].inject do |accum, letter|
  next accum + letter.upcase if "aeoiu".include?(letter)
  accum + letter
end
# => "hEllO"

这里有什么不同？当letter 是元音时，从块中返回accum + letter.upcase（有效地将letter.upcase 附加到accum），并且永远不会评估下一行。当letter 不是元音时，从块中返回accum + letter。在这两种情况下，从块返回的值在下一次迭代中变为accum。

您的代码是如何工作的

这是您的代码，但变量名称更易于理解。

nearest_vertex = vertices.inject do |prev_nearest_vertex, current_vertex|
  next current_vertex unless distances[prev_nearest_vertex]
  next prev_nearest_vertex unless distances[current_vertex]
  next prev_nearest_vertex if distances[prev_nearest_vertex] < distances[current_vertex]
  current_vertex
end

我已将累加器 a 重命名为 prev_nearest_vertex，因为它是上一次迭代返回的值，并将 b 重命名为 current_vertex。

块内的前两行只是检查distances[prev_nearest_vertex] 和distances[current_vertex] 是否为nil。它们可以（并且也许应该）这样写：

next current_vertex if distances[prev_nearest_vertex].nil?
next prev_nearest_vertex if distances[current_vertex].nil?

第一行基本上是说，“如果前一个最近顶点的距离是nil，那么它不是最近的，所以在下一次迭代中将prev_nearest_vertex设置为current_vertex。”第二行说“如果当前顶点的距离是nil，那么它不是最近的，所以在下一次迭代中保持prev_nearest_vertex不变。

这里是第三和第四行：

next prev_nearest_vertex if distances[prev_nearest_vertex] < distances[current_vertex]
current_vertex

这些可以改写成这样：

if distances[prev_nearest_vertex] < distances[current_vertex]
  prev_nearest_vertex
else
  current_vertex
end

它只是说，“如果距离较小，则在下一次迭代中将prev_nearest_vertex 设置为prev_nearest_vertex；否则将其设置为current_vertex。

这是相当不错的代码，但您可能应该...

改为这样做

Ruby 的 Enumerable 模块有很多非常有用的方法，包括一个叫做min_by 的方法。它为 Enumerable 中的每个元素评估给定块，并返回为其返回最小值的元素。为了演示，考虑这个map：

words = ["lorem", "ipsum", "dolor", "sit", "amet"]
words.map |word| word.size 
# => [5, 5, 5, 3, 4]

这只是将单词数组转换为它们大小的数组。现在假设我们想要得到最短的单词。使用min_by 很容易：

words = ["lorem", "ipsum", "dolor", "sit", "amet"]
words.min_by |word| word.size 
# => "sit"

这不是返回单词的大小，而是计算它们的大小，然后返回大小最小的单词。

这直接适用于您的代码。同样，考虑map 操作：

vertices = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
distances =  1 => 0, 2 => 3, 3 => 2, 4 => 18, 5 => nil, 6 => 7 

vertices.map do |vertex|
  distances[vertex] || Float::INFINITY
end
# => [0, 3, 2, 18, Infinity, 7]

这会生成与vertices 中的元素相对应的距离数组，但nil 距离会被Float::INFINITY 替换。这很有用，因为n < Float::INFINITY 对每个数字n 都是正确的。和之前一样，我们现在可以将map替换为min_by，得到最小距离对应的顶点：

def test(vertices, distances)
  vertices.min_by |vertex| distances[vertex] || Float::INFINITY 
end

test(vertices, distances)
# => 1