如何递归地在 Iterable 上实现深度扁平化？答案

【问题标题】：How to recursively implement a deep flatten on Iterable?如何递归地在 Iterable 上实现深度扁平化？
【发布时间】：2020-11-16 07:04:51
【问题描述】：

看到flatten，我一直在寻找deepFlatten，也就是说，它不仅适用于Iterable<Iterable<T>>（Arrays 几乎相同，但让我们关注@ 987654326@ 现在为简洁起见），还有Iterable<Iterable<Iterable<T>>>、Iterable<Iterable<Iterable<Iterable<T>>>> 等等...

当然，结果必须是List<T>，这是标准flatten() 不提供的——它会返回List<Iterable<T>（或带有更多嵌套Iterables 的List）。

我正在尝试使用 reified 泛型：

inline fun <reified E, T> Iterable<E>.deepFlatten(): List<T> = when(E::class) {
    Iterable<*>::class -> (this as Iterable<Iterable<*>>).flatten().deepFlatten()
    else -> flatten()
}

但这显然充满了错误：

T 似乎无法推断
你不能拥有一个接口的::class
您不能递归 inline 函数

是否有针对上述问题的解决方法？或者，更好的是，有没有更清洁的方法来解决这个问题？

为了展示一个完整的例子，我希望能够做到：

fun main() {
    val data: List<List<List<Int>>> = listOf(
            listOf(listOf(1, 2, 3), listOf(5, 6), listOf(7)),
            listOf(listOf(8, 9), listOf(10, 11, 12, 13))
    )

    print(data.deepFlatten()) // 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
}

嵌套 Iterables 的深度（它们不必是同一类型 - 重要的是它们通常是 Iterable）可以变化。

【问题讨论】：

标签： kotlin generics recursion flatten kotlin-reified-type-parameters

【解决方案1】：

在 Java 中，您可以使用 java-stream 实现完全相同的行为：

使用Collection<?>：

public static Stream<?> deepFlatMap(Object o) {
   if (o instanceof Collection<?>) {
       return ((Collection<?>) o).stream().flatMap(i -> deepFlatMap(i));
   }
   return Stream.of(o);
}

使用Iterable<?>：

public static Stream<?> deepFlatMap(Object o) {
   if (o instanceof Iterable<?>) {
       Spliterator<?> spliterator = ((Iterable<?>) o).spliterator();
       return StreamSupport.stream(spliterator, false).flatMap(i -> deepFlatMap(i));
   }
   return Stream.of(o);
}

用法很简单：deepFlatMap(list).forEach(System.out::println);

只要我不了解 Kotlin，我希望这至少可以帮助你重写这个想法。

编辑：只要你想指定返回目标泛型类型，你应该使用另一个包装方法（不要忘记在递归方法中更改名称）：

public static <T> Stream<T> deepFlatMap(Collection<?> collection) {
    return (Stream<T>) internalDeepFlatMap(collection);
}

public static Stream<?> internalDeepFlatMap(Object o) {
   if (o instanceof Collection<?>) {
       return ((Collection<?>) o).stream().flatMap(i -> internalDeepFlatMap(i));
   }
   return Stream.of(o);
}

明确指定泛型类型的用法：

MyClass.<Integer>deepFlatMap(list).map(i -> i + 1).forEach(System.out::println);

【讨论】：

有没有机会在返回类型中保留最里面的类型？就我而言，Int?当我们有泛型时，到处乱扔Object 似乎有点不对劲。
谢谢，这似乎是一个不错的解决方法，尽管我会继续尝试将其改编为 Kotlin 的 Sequence，而不是普通 Java 的 Stream。

【解决方案2】：

fun <T> Iterable<*>.deepFlatten(): List<T> {
    val result = ArrayList<T>()
    for (element in this) {
        when (element) {
            is Iterable<*> -> result.addAll(element.deepFlatten())
            else -> result.add(element as T)
        }
    }
    return result
}
...

println(data.deepFlatten<Int>())

你必须明确指定类型，你会失去编译时的安全性。但它可以展平任何嵌套和不同类型元素的列表 ([1, "foo", [3, "bar"]] -> [ 1, "foo", 3, "bar"])

我更喜欢不同的解决方案。像这样的：

typealias It2<T> = Iterable<Iterable<T>>
typealias It3<T> = Iterable<It2<T>>
typealias It4<T> = Iterable<It3<T>>
typealias It5<T> = Iterable<It4<T>>
//etc...

fun <T> It3<T>.flatten2(): List<T> = flatten().flatten()
fun <T> It4<T>.flatten3(): List<T> = flatten2().flatten()
fun <T> It5<T>.flatten4(): List<T> = flatten3().flatten()
//etc...

...
println(data.flatten2())

【讨论】：