我们如何在Java中添加数组数字移位‽‽‽

Question

我正在训练以下编程练习：Adding values of arrays in a shifted way。声明如下：

以移位的方式添加数组的值

你必须写一个方法，它有两个参数：

1. 整数数组的数组
2. 移位值

该方法应该将数组的值添加到一个新数组中。

数组中的数组都将具有相同的大小，并且这个大小将 始终大于 0。移位值始终是从 0 开始的值 最多为数组的大小。数组中总是有数组，所以 您不需要检查 null 或空。

1。示例：

[[1,2,3,4,5,6], [7,7,7,7,7,-7]], 0

1,2,3,4,5,6 7,7,7,7,7,-7

--> [8,9,10,11,12,-1]

2。示例

[[1,2,3,4,5,6], [7,7,7,7,7,7]], 3

1,2,3,4,5,6 7,7,7,7,7,7

--> [1,2,3,11,12,13,7,7,7]

3。示例

[[1,2,3,4,5,6], [7,7,7,-7,7,7], [1,1,1,1,1,1]], 3

1,2,3,4,5,6 7,7,7,-7,7,7 1,1,1,1,1,1

--> [1,2,3,11,12,13,-6,8,8,1,1,1]

我在伪代码中想到了以下内容：

for each array of arrays
  while shift > 0
    Add to the result list the current number (they are the first numbers)
  Add current number to next number (the one in the following array) into result
  Add the last numbers to result
return result

我已经编写了以下 Java 代码：

import java.util.*;
import java.util.stream.*;

public class Kata
{
  public static int[] addingShifted/*➕*/(int[][] arrayOfArrays, int shift)
  {
    System.out.println("\n\n\narrayOfArrays: "+Arrays.deepToString(arrayOfArrays));
    System.out.println("shift: "+shift);
    List<Integer> result = new ArrayList<Integer>();
    int originalShift = shift;

    for(int i = 0; i < arrayOfArrays.length; i++){
      int[] current = arrayOfArrays[i];
      int[] next = new int[0];
      if(i < arrayOfArrays.length - 1){
        next = arrayOfArrays[i+1];
      }
      for(int j = (i > 0) ? originalShift : 0; j < current.length; j++){
        while(shift > 0){
          result.add(current[j++]);
          shift--;
        }
        System.out.println("j: "+j);
        System.out.println("current[j]: "+current[j]);
        System.out.println("next.length: "+next.length);
        System.out.println("next[j-originalShift]: "+(next.length > 0 ? next[j-originalShift] : 0));

        result.add(current[j] + (next.length > 0 ? next[j-originalShift] : 0));
        System.out.println("result: "+Arrays.toString(result.toArray()));
      }
      if(originalShift == 0) break;
    }
    return result.stream().mapToInt(i->i).toArray();
  }
}

我发现了一个测试，其中代码的输出与预期的不同：

arrayOfArrays: [[0, -9, -2, -8, 8, 2, 5, -5, 7, 1, -5, -9, -9, -1, 1, -2, -5, 9, -1, 9, 6, 2, -4, 4], [-4, -2, -8, 1, -6, -5, 8, 8, -7, -3, -6, -8, 5, 6, 1, 0, -2, -1, 5, 3, -9, -2, 4, -3], [-7, 3, 5, -3, 2, 2, 0, -6, 6, 7, 0, 9, 0, -6, -8, 6, -3, -5, -2, -4, -7, -4, -7, 1], [5, -6, 8, 5, 1, -2, -8, 5, 7, -5, 6, -3, 0, 7, -4, 6, -7, -8, 0, 2, 8, 5, -1, -3], [-7, -4, 7, 0, 0, -1, 3, 0, -5, 5, -5, -3, -7, -5, -9, -4, -5, -8, -5, 9, 0, 8, 8, -7], [5, 8, 2, 0, 3, -3, 2, -2, 6, -5, -6, -8, 4, -7, 9, 3, 4, -6, -7, 4, -8, -9, -3, -9], [9, 8, -2, -8, 8, -1, 6, 6, 0, -7, 9, 9, 2, 3, -7, 9, 4, -8, 8, -2, -2, 7, 9, 2]]
shift: 2

Expected: [0, -9, -6, -10, [-7, 6, 9, -19, 18, 12, 1, -12, -6, 10, 17, -3, 7, 2, -4, 19, -9, -14, -18, -12, 3, -7, -7, 18, -4, 1, 8, -18, -5, -2], 9, 2]

Code's output: [0, -9, -6, -10, [0, 3, -1, -10, 15, 9, -12, -12, -15, -9, 6, 4, -4, 9, -3, 8, 11, 5, -13, 2, -15, 4, -1, -8, 10, 10, -7, -9, 0, -1, 5, 15, 1, -6, -10, 5, 2, -2, -11, -6, -3, -7, 10, -9, 10, 7, 1, -8, -2, 12, 7, 4, 6, -9, -8, 13, -7, 1, -9, -12, -7, -2, 1, 6, 1, 1, 8, -2, -8, 4, 10, -5, 1, 2, -5, 4, -11, 1, -16, -12, -5, -6, 3, 14, -1, 5, 12, 8, 2, -1, 6, -3, -3, 3, 1, -8, -13, -13, -5, -11, 4, -5, -1, 3, -7, 12, 0, -16, 11, 8, 1, -11, 10, -3, 12, 1, -6, -15, 13, 2, 11, 6, -3, 3, -3, -4, 0, -11, -5, -2, -2, -8, 8, -1, 6, 6, 0, -7, 9, 9, 2, 3, -7, 9, 4, -8, 8, -2, -2, 7], 9, 2]

跟踪开始如下：

j: 2
current[j]: -2
next.length: 24
next[j-originalShift]: -4
result: [0, -9, -6]
j: 3
current[j]: -8
next.length: 24
next[j-originalShift]: -2
result: [0, -9, -6, -10]
j: 4
current[j]: 8
next.length: 24
next[j-originalShift]: -8
result: [0, -9, -6, -10, 0]
j: 5
current[j]: 2
next.length: 24
next[j-originalShift]: 1
result: [0, -9, -6, -10, 0, 3]

我们观察到我们的代码和预期结果不同的第一个结果是当 j: 4 时，所以预期值为：-7 但它计算的是 0 (8-8)。

此外，我们看到输出的数字比预期的结果多出数以万计。

我想知道为什么前面的两个事实都会发生！？

我们如何改进代码‽‽‽

有没有更简单、干净、易读的答案‽‽‽

我之所以问，是因为我发布的代码通过了以下测试（从练习的测试中提取）：

import org.junit.Test;
import java.util.Arrays;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.runners.JUnit4;

public class SolutionTest {
    @Test
    public void basicTests() {        
      int[][] arrayOfArrays = new int[][] { new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }, new int[] { 7, 7, 7, 7, 7, 7 } };
      int[] expected = new int[] { 8, 9, 10, 11, 12, 13 };
      int[] result = Kata.addingShifted(arrayOfArrays, 0);
      assertNotNull(result);
      assertEquals(Arrays.toString(expected), Arrays.toString(result));

      arrayOfArrays = new int[][] { new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }, new int[] { 7, 7, 7, 7, 7, 7 } };
      expected = new int[] { 1, 2, 3, 11, 12, 13, 7, 7, 7 };
      result = Kata.addingShifted(arrayOfArrays, 3);
      assertNotNull(result);      
      assertEquals(Arrays.toString(expected), Arrays.toString(result));

      arrayOfArrays = new int[][] { new int[] { 1, 2, 3, 4, 5, 6 }, new int[] { 7, 7, 7, -7, 7, 7 }, new int[] { 1, 1, 1, 1, 1, 1 } };
      expected = new int[] { 1, 2, 3, 11, 12, 13, -6, 8, 8, 1, 1, 1 };
      result = Kata.addingShifted(arrayOfArrays, 3);
      assertNotNull(result);
      assertEquals(Arrays.toString(expected), Arrays.toString(result));

    }
}

但是，正如我们所见，使用更大的阵列会遇到困难。为什么‽

我也看过：

• How to convert List<Integer> to int[] in Java?
• Java - Best way to print 2D array?
• Java: How to sum the elements of two arrays with different lengths
• Exact sum of a long array

Answer 1

这是一个更简单、更清洁的解决方案：

public static int[] addingShifted(int[][] input, int shift) {
    int[] result = new int[input[0].length + shift * (input.length - 1)];
    for (int i = 0; i < input.length; i++)
        for (int j = 0; j < input[i].length; j++)
            result[i * shift + j] += input[i][j];
    return result;
}

测试

System.out.println(Arrays.toString(addingShifted(new int[][] {{1,2,3,4,5,6}, {7,7,7,7,7,-7}}, 0)));
System.out.println(Arrays.toString(addingShifted(new int[][] {{1,2,3,4,5,6}, {7,7,7,7,7,7}}, 3)));
System.out.println(Arrays.toString(addingShifted(new int[][] {{1,2,3,4,5,6}, {7,7,7,-7,7,7}, {1,1,1,1,1,1}}, 3)));

输出

[8, 9, 10, 11, 12, -1]
[1, 2, 3, 11, 12, 13, 7, 7, 7]
[1, 2, 3, 11, 12, 13, -6, 8, 8, 1, 1, 1]