使用 Collections.min/max 查找多个最小值/最大值答案

【问题标题】：Finding multiple min/max using Collections.min/max使用 Collections.min/max 查找多个最小值/最大值
【发布时间】：2018-09-11 10:42:46
【问题描述】：

在我正在处理的一个示例中，我试图找到列表中最小的三个元素（不对列表进行排序），然后将这三个元素添加到一个新列表中。

因为这是一个示例，我可以简单地使用 for 循环，使用 Collections.min(list) 将该元素添加到新列表中，然后从原始列表中删除该元素。如果我没有删除该元素，我将获得相同的元素 3 次。但是，通过删除元素，我得到了我想要的结果。

如何在不从列表中删除最大/最小元素的情况下执行此操作？

【问题讨论】：

为什么不能对列表进行排序？我们可以假设您要保留整数或实数自然数吗？

标签： java collections min

【解决方案1】：

如果你想找到最大/最小 3 个元素，我建议你使用 PriorityQueue:

PriorityQueue<Integer> pq = new PriorityQueue<>(k);

然后在一个循环中，将元素添加到这个队列中。

然后您可以通过从队列中删除将这 3 个元素添加到列表中，然后简单地从方法中返回。

更好的是使用 3 个单独的变量并直接在主列表上循环。 注意：如果您稍后将 3 更新为其他值，此方法将不可行。而PriorityQueue 方法将是灵活的。

public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception {
    Integer arr[] = {2, 6, 5, 3, 7, 9, 12, 35, 1, 3};
    List<Integer> incoming = Arrays.asList(arr);
    Comparator<Integer> maxFirstComparator = (x, y) -> Integer.compare(y,x);
    printList(getMinOrMaxKNumbers(incoming, 3, null));
    System.out.println();
    printList(getMinOrMaxKNumbers(incoming, 3, maxFirstComparator));
}

/*
 * gets the max/min K elements from the List
 * @param comparator    if null is passed the method uses natural ordering
 *
 */
private static List<Integer> getMinOrMaxKNumbers(List<Integer> incoming, int k, Comparator<Integer> comparator) {
    int n = incoming.size();
    PriorityQueue<Integer> pq = comparator == null ? new PriorityQueue<>(n) : new PriorityQueue<>(n, comparator);

    for (int i : incoming) {
        pq.add(i);
    }

    List<Integer> outgoing = new ArrayList<>(k);
    for (int i = 0; i < k; i++) {
        outgoing.add(pq.poll());
    }

    return outgoing;
}

private static void printList(List<Integer> list) {
    list.stream().forEach(x -> System.out.print(x + " "));
}

【讨论】：

【解决方案2】：

我认为没有任何直接的方法可以使用标准库来做到这一点。

以下代码包含一个实用方法，用于获取最大元素数的集合。

它的工作原理是将最大元素保存在TreeSet 中，只有当它属于最大元素时才会将元素插入其中。树集非常适合这里，因为它可以快速找到最小元素，并测试一个元素是否包含在集合中。

通过这种方式，您可以获得良好的性能，并且可以灵活地使用所需的最大元素数量。

public class MultipleMaxElements {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> l = List.of(4, 2, 5, 8, 2, 8, 0, 1);

        System.out.println(maxElements(l, 3, Comparator.naturalOrder()));
        System.out.println(maxElements(l, 3, Comparator.<Integer>naturalOrder().reversed()));
    }

    public static <T> Set<T> maxElements(Iterable<T> list, int nrElems, Comparator<T> cmp) {
        TreeSet<T> maxSet = new TreeSet<>(cmp);

        for (T elem : list) {
            if (maxSet.size() < nrElems) {
                maxSet.add(elem);
            } else if (!maxSet.contains(elem) && cmp.compare(elem, maxSet.first()) > 0) {
                maxSet.pollFirst();
                maxSet.add(elem);               
            }
        }

        return maxSet;
    }
}

在问题文本中，您没有写任何关于如何处理输入列表中的重复元素的内容。此方法返回最大的唯一元素。

如果应保留重复项，则可以使用基于树的 Guava 多集而不是普通的 TreeSet。

【讨论】：