使用 Java 流的笛卡尔积答案

【问题标题】：Cartesian product using Java Streams使用 Java 流的笛卡尔积
【发布时间】：2016-07-27 21:48:20
【问题描述】：

我在 JavaScript 中有一个笛卡尔积函数：

function cartesianProduct(arr) {
    return arr.reduce(function(a,b) {
        return a.map(function(x) {
            return b.map(function(y) {
                return x.concat(y);
            });
        }).reduce(function(a,b) { return a.concat(b); }, []);
    }, [[]]);
}

如果我有一个 3D 数组：

var data = [[['D']], [['E'],['L','M','N']]];

cartesianProduct(data) 的结果将是二维数组：

[['D','E'], ['D','L','M','N']]

我正在尝试使用 Streams 在 Java 中编写这个笛卡尔积函数。

到目前为止，我在 Java 中有以下内容：

public Collection<Collection<String>> cartesianProduct(Collection<Collection<Collection<String>>> arr) {

    return arr.stream().reduce(new ArrayList<Collection<String>>(), (a, b) -> {
        return a.stream().map(x -> {
            return b.stream().map(y -> {
                return Stream.concat(x.stream(), y.stream());
            });
        }).reduce(new ArrayList<String>(), (c, d) -> {
            return Stream.concat(c, d);
        });
    });
}

我有一个类型检查错误指出：

ArrayList<String> 与Stream<Stream<String>> 不兼容

我对问题的猜测：

我需要在某处使用收集器（可能在Stream.concat 之后）
身份的数据类型错误

【问题讨论】：

参考stackoverflow.com/questions/32131987/…或stackoverflow.com/questions/32631602/…
这和叉积有什么关系？
我不认为 Stream 是正确的模型。 Stream 获取单个列表/集合/池/任何元素的元素并对其进行处理。但是您试图从两个独立的实体中获取元素并以特定方式组合它们。您可以使用 lambda 表达式来表示所有 JavaScript 闭包，但我认为 Stream 不是正确的工具。
@michaelsnowden 尝试使用 Java 流实现交叉积函数。您是否有任何实际价值可以添加到讨论中，或者您仍然感到困惑？
@Bobulous 上周我对 Streams 了解得越多，我就越意识到这一点。我认为我将 Streams 视为函数式编程中的闭包。

标签： java java-stream

【解决方案1】：

这可以通过一点函数式编程魔法来实现。这是接受Collection<Collection<Collection<T>>> 并产生Stream<Collection<T>> 的方法：

static <T> Stream<Collection<T>> cartesianProduct(Collection<Collection<Collection<T>>> arr)
{
    return arr.stream()
        .<Supplier<Stream<Collection<T>>>> map(c -> c::stream)
        .reduce((s1, s2) -> () -> s1.get().flatMap(
                a -> s2.get().map(b -> Stream.concat(a.stream(), b.stream())
                        .collect(Collectors.toList()))))
        .orElseGet(() -> () -> Stream.<Collection<T>>of(Collections.emptyList()))
        .get();
}

使用示例：

cartesianProduct(
    Arrays.asList(Arrays.asList(Arrays.asList("D")),
        Arrays.asList(Arrays.asList("E"), Arrays.asList("L", "M", "N"))))
            .forEach(System.out::println);

输出：

[D, E]
[D, L, M, N]

当然，如果您想返回 Collection<Collection<T>>，而不是 .forEach()，您可以将结果收集到 List，但返回 Stream 对我来说似乎更灵活。

一点解释：

在这里，我们通过map(c -> c::stream) 创建一个流供应商流。该流的每个功能都可以按需产生相应集合元素的流。我们这样做是因为流一次关闭（否则拥有流就足够了）。之后，我们减少了这个供应商流，为每一对创建一个新的供应商，它 flatMaps 两个流并将它们的元素映射到连接列表。 orElseGet 部分是处理空输入所必需的。最后一个.get() 只是调用最终的流供应商来获取结果流。

【讨论】：