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使用Streams和BigInteger計算斐波那契數

2022-03-30 23:47:21 後端開發

我有以下是計算位置斐波那契數10的代碼:

IntStream.range(1,10)
         .mapToObj(ignore ->     List.Of(BigInteger.One, BigInteger.One)
         .reduce(List.Of(BigInteger.One, BigInteger.One), (values,ignore) -> ???)
         .get(1)

如何替換代碼中的問號?

我必須通過僅使用函式式編程來實作它。

uj5u.com熱心網友回復:

您需要的 lambda 是:

(values, ignore) -> List.of(values.get(1), values.get(0).add(values.get(1)))

它將串列轉換[a, b][b, a b].

但是,您的代碼中有一些編譯錯誤:

  • List.of()不是List.Of()
  • BigInteger.ONE不是BigInteger.One

還有一個邏輯錯誤:第一個斐波那契數是 0,而不是 1,所以要回傳以 開頭的第 n 個斐波那契數IntStream.range(1, n),累加器必須是List.of(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE),而不是List.of(BigInteger.ONE, BigInteger.ONE)

完整的作業代碼是:

BigInteger fibonacci = IntStream.range(1, 10)
  .mapToObj(ignore -> List.of(BigInteger.ZERO))
  .reduce(
    List.of(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE),
    (values, ignore) -> List.of(values.get(1), values.get(0).add(values.get(1)))
  ).get(0);

它回傳34,這是第 10 個斐波那契數。


而不是 use IntStream#range(),一種更簡單的方法是使用上面的相同 lambdaStream#generate()生成起始串列和 apply limit(n)

BigInteger fibonacci = Stream.generate(() -> List.of(BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE))
  .limit(10)
  .reduce((values, ignore) -> List.of(values.get(1), values.get(0).add(values.get(1))))
  .get().get(0);

也歸來34

uj5u.com熱心網友回復:

如果您打算將此代碼用于相對較小的輸入數字,例如10,使用BigInteger似乎不合理。

否則,為序列的每個成員創建一個新串列在性能方面是有害的。最好只創建一次串列然后重復使用它。

不幸的是List.of()回傳一個不可變的串列,為了使它可變,你用一個ArrayList笨拙的代碼包裝它變得更加笨拙......

相反,我建議使用如下所示的陣列,它會使代碼更高效且更易于推理。

public static BigInteger getFib(int num) {

    return Stream.iterate(new BigInteger[]{BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE}, // the only array created in the stream
                          arr -> {arr[1] = arr[0].add(arr[1]);      // calculating the next member of the sequence
                                  arr[0] = arr[1].subtract(arr[0]); // calculating the previous member of the sequence
                                  return arr;})                     // returning the same array
            .limit(num - 1)
            .reduce((left, right) -> right)
            .map(arr -> arr[1])
            .orElse(BigInteger.ZERO);
}

main()

public static void main(String[] args) {
    List<BigInteger> result = // generating a list Fibonacci numbers for demo purposes
            IntStream.rangeClosed(1, 10)
                    .mapToObj(num -> getFib(num))
                    .collect(Collectors.toList());

    System.out.println(result);
}

輸出

[0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34]

uj5u.com熱心網友回復:

要計算Nth斐波那契數列的項,您可以這樣做。不涉及任何串列,因為它們是動態計算的,并且只有Nth一個被列印或回傳。這通過初始化一個陣列并生成隨后的陣列a來作業,這些陣列被用作系列中的術語。如果不足,可以更改的位置開始。[ 0, 1 ][ a[1], a[0] a[1] ]a[0]1

  • 定義位置(必須 >= 1)或(即 >= 第一個位置)
  • 使用陣列迭代系列。
  • 跳過position - 1流中的第一個術語。
  • 然后列印下一個(或分配它)
int position = 10;
Stream.iterate(new BigInteger[] { BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE },
        (a) -> new BigInteger[] { a[1], a[0].add(a[1]) })
        .skip(position-1).limit(1)
        .map(a->a[0]).forEach(System.out::println);
}

印刷

34

分配它更改forEachfindFirst().get().分配給一個BigInteger

在這里,我將其包含在一個方法中。

public static BigInteger getFibTerm(int position) {
    if (position < 1) {
        throw new IllegalArgumentException("position must be >= 1");
    }
    return Stream.iterate(
            new BigInteger[] { BigInteger.ZERO, BigInteger.ONE },
            (a) -> new BigInteger[] { a[1], a[0].add(a[1]) })
            .skip(position - 1).limit(1).map(a -> a[0])
            .findFirst().get();
}

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