java - 对数字数组执行算术而不迭代

Question

例如，我想在 java 中执行以下操作：

int[] numbers = {1,2,3,4,5};
int[] result = numbers*2;
//result now equals {2,4,6,8,10};

这可以在不遍历数组的情况下完成吗？我是否需要使用不同的数据类型，例如 ArrayList？当前的迭代步骤需要一些时间，我希望这样的事情会有所帮助。

Answer 1

不，您不能在不遍历整个数组的情况下将数组中的每个项目相乘。正如评论中所指出的，即使您可以*以这种方式使用运算符，实现仍然必须触及数组中的每个项目。

此外，不同的数据类型将不得不做同样的事情。

Answer 2

我认为与显而易见的不同答案可能对遇到相同问题并且不介意一层（或两层）复杂性的其他人有益。

在 Haskell 中，有一种称为“惰性求值”的东西，您可以在其中执行诸如将无限大的数组乘以 2 之类的操作，而 Haskell 会“执行”该操作。当您访问该数组时，它会尝试根据需要评估所有内容。在 Java 中，我们没有这种奢侈，但我们可以以可控的方式模拟这种行为。

您将需要创建或扩展您自己的List类并添加一些新功能。对于要支持的每个数学运算，您都需要函数。我有下面的例子。

LazyList ll = new LazyList();
// Add a couple million objects
ll.multiplyList(2);

其内部实现将是创建一个存储您需要执行的所有原始操作的队列，以便保留操作顺序。现在，每次读取一个元素时，您都会在返回结果之前执行队列中的所有操作。这意味着读取非常慢（取决于执行的操作数量），但我们至少得到了想要的结果。

如果您发现自己每次都遍历整个数组，那么在最后出队而不是保留原始值可能会很有用。

如果您发现您正在进行随机访问，我会在调用时保留原始值并返回修改后的结果。

如果您需要更新条目，您需要确定这意味着什么。您是在那里替换一个值，还是在执行操作后替换一个值？根据您的回答，您可能需要在队列中倒退以获得“预操作”值来替换旧值。原因是在下一次读取同一对象时，将再次应用操作，然后将值恢复为您打算在列表中替换的值。

此解决方案可能还有其他细微差别，并且根据您的需求和访问方式（顺序或随机），您实现它的方式将完全不同，但这应该是一个好的开始。

Answer 3

随着 Java 8 的引入，这项任务可以使用流来完成。

 private long tileSize(int[] sizes) {
    return IntStream.of(sizes).reduce(1, (x, y) -> x * y);
}

Answer 4

不，不是。如果您的集合真的很大并且您想更快地做到这一点，您可以尝试在 2 个或更多线程中对元素进行操作，但您必须注意同步（使用同步集合）或将您的集合划分为 2 个（或更多）集合并在每个线程中对一个集合进行操作。我不确定它是否会比仅遍历数组更快 - 这取决于您的集合的大小以及您想要对每个元素执行的操作。如果你想使用这个解决方案，你会知道它在你的情况下是否更快 - 它可能会更慢，而且肯定会更复杂。一般来说 - 如果它不是代码的关键部分并且执行时间不是太长，我会保留它现在的样子。