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换句话说,我可以做类似的事情吗

for() {
    for {
       for {
       }
    }
}

除了N次?换句话说,当调用创建循环的方法时,给它一些参数N,然后该方法会创建N个这些循环嵌套在另一个?

当然,这个想法是应该有一种“简单”或“通常”的方式来做这件事。我已经有了一个非常复杂的想法。

4

17 回答 17

34

jjnguy 是对的;递归允许您动态创建可变深度嵌套。但是,如果不做更多工作,您将无法从外层访问数据。“内嵌”案例:

for (int i = lo; i < hi; ++i) {
    for (int j = lo; j < hi; ++j) {
        for (int k = lo; k < hi; ++k) {
            // do something **using i, j, and k**
        }
    }
}

将变量ij和保留k在最里面的主体使用的范围内。

这是一个快速的技巧:

public class NestedFor {

    public static interface IAction {
        public void act(int[] indices);
    }

    private final int lo;
    private final int hi;
    private final IAction action;

    public NestedFor(int lo, int hi, IAction action) {
        this.lo = lo;
        this.hi = hi;
        this.action = action;
    }

    public void nFor (int depth) {
        n_for (0, new int[0], depth);
    }

    private void n_for (int level, int[] indices, int maxLevel) {
        if (level == maxLevel) {
            action.act(indices);
        } else {
            int newLevel = level + 1;
            int[] newIndices = new int[newLevel];
            System.arraycopy(indices, 0, newIndices, 0, level);
            newIndices[level] = lo;
            while (newIndices[level] < hi) {
                n_for(newLevel, newIndices, maxLevel);
                ++newIndices[level];
            }
        }
    }
}

接口规定了受控操作的角色,该IAction操作将索引数组作为其act方法的参数。

在此示例中,构造函数的每个实例NestedFor都配置了迭代限制和最内层要执行的操作。该nFor方法的参数指定嵌套的深度。

这是一个示例用法:

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
        final int depth = i;
        System.out.println("Depth " + depth);
        IAction testAction = new IAction() {
            public void act(int[] indices) {
                System.out.print("Hello from level " + depth + ":");
                for (int i : indices) { System.out.print(" " + i); }
                System.out.println();
            }
        };
        NestedFor nf = new NestedFor(0, 3, testAction);
        nf.nFor(depth);
    }
}

以及其执行的(部分)输出:

Depth 0
Hello from level 0:
Depth 1
Hello from level 1: 0
Hello from level 1: 1
Hello from level 1: 2
Depth 2
Hello from level 2: 0 0
Hello from level 2: 0 1
Hello from level 2: 0 2
Hello from level 2: 1 0
Hello from level 2: 1 1
Hello from level 2: 1 2
Hello from level 2: 2 0
Hello from level 2: 2 1
Hello from level 2: 2 2
Depth 3
Hello from level 3: 0 0 0
Hello from level 3: 0 0 1
Hello from level 3: 0 0 2
Hello from level 3: 0 1 0
...
Hello from level 3: 2 1 2
Hello from level 3: 2 2 0
Hello from level 3: 2 2 1
Hello from level 3: 2 2 2
于 2009-01-09T04:43:53.953 回答
23

听起来您可能想研究递归。

于 2009-01-09T02:41:20.237 回答
7

2015 年编辑:与之前的咒语一样徒劳无功,我制作了以下软件包来处理这个问题;https://github.com/BeUndead/NFor

用法如下

public static void main(String... args) {
    NFor<Integer> nfor = NFor.of(Integer.class)
            .from(0, 0, 0)
            .by(1, 1, 1)
            .to(2, 2, 3);

    for (Integer[] indices : nfor) {
        System.out.println(java.util.Arrays.toString(indices));
    }
}

导致

[0, 0, 0]
[0, 0, 1]
[0, 0, 2]
[0, 1, 0]
[0, 1, 1]
[0, 1, 2]
[1, 0, 0]
[1, 0, 1]
[1, 0, 2]
[1, 1, 0]
[1, 1, 1]
[1, 1, 2]

它还支持除 之外的条件lessThan。有(带import static NFor.*;)的用法:

NFor<Integer> nfor = NFor.of(Integer.class)
        .from(-1, 3, 2)
        .by(1, -2, -1)
        .to(lessThanOrEqualTo(1), greaterThanOrEqualTo(-1), notEqualTo(0));

导致:

[-1, 3, 2]
[-1, 3, 1]
[-1, 1, 2]
[-1, 1, 1]
[-1, -1, 2]
[-1, -1, 1]
[0, 3, 2]
[0, 3, 1]
[0, 1, 2]
[0, 1, 1]
[0, -1, 2]
[0, -1, 1]
[1, 3, 2]
[1, 3, 1]
[1, 1, 2]
[1, 1, 1]
[1, -1, 2]
[1, -1, 1]

显然,支持不同长度和不同类别(所有装箱的数字基元)的循环。默认(如果未指定)是 from(0, ...).by(1, ...); 但必须指定 to(...)。

NForTest文件应演示几种不同的使用方式。

这样做的基本前提是每轮简单地推进“索引”而不是使用递归。

于 2013-06-12T12:57:15.607 回答
5

你可能想解释你真正想做的事情。

如果外部for循环除了控制计数什么都不做,那么嵌套for循环只是一种更复杂的迭代计数的方法,可以由单个for循环处理。

例如:

for (x = 0; x < 10; ++x) {
  for (y = 0; y < 5; ++y) {
    for (z = 0; z < 20; ++z) {
      DoSomething();
    }
  }
}

相当于:

for (x = 0; x < 10*5*20; ++x) {
  DoSomething();
}
于 2009-01-09T02:49:52.857 回答
5

前几天我真的在想这个。

一个可能不完美但与我认为被问到的非常接近的示例是打印目录树

public void printTree(directory) {
   for(files in directory) {
      print(file);
      if(file is directory) {
          printTree(file);
      }
   }
}

这样,您最终会得到一堆嵌套在彼此内部的 for 循环,而无需弄清楚它们应该如何组合在一起。

于 2009-01-09T03:24:21.087 回答
3

嵌套循环背后的基本思想是乘法

扩展 Michael Burr 的回答,如果外部for循环除了控制计数之外什么都不做,那么计数的嵌套for循环n只是用单个for循环迭代计数乘积的更复杂的方法。

现在,让我们将这个想法扩展到列表。如果您在嵌套循环中迭代三个列表,这只是用单个循环迭代列表乘积的一种更复杂的方法。但是如何表达三个列表的乘积呢?

首先,我们需要一种表示类型乘积的方法。两种类型的乘积,X可以Y表示为泛型类型,如P2<X, Y>. 这只是一个由两个值组成的值,一个是 type X,另一个是 type Y。它看起来像这样:

public abstract class P2<A, B> {
  public abstract A _p1();
  public abstract B _p2();
}

对于三种类型的产品,我们只有P3<A, B, C>, 显然是第三种方法。然后,通过将 List 函子分布在产品类型上来实现三个列表的乘积。所以List<X>,List<Y>和的乘积List<Z>就是List<P3<X, Y, Z>>. 然后,您可以使用单个循环遍历此列表。

Functional Java库有一种List类型,它支持使用一等函数和产品类型(P2、P3 等也包含在库中)将列表相乘。

例如:

for (String x : xs) {
   for (String y : ys) {
     for (String z : zs) {
       doSomething(x, y, z);
     }
   }
}

相当于:

for (P3<String, String, String> p : xs.map(P.p3()).apply(ys).apply(zs)) {
   doSomething(p._1(), p._2(), p._3());
}

进一步使用函数式 Java,您可以做到doSomething一流,如下所示。假设doSomething返回一个字符串:

public static final F<P3<String, String, String>, String> doSomething =
  new F<P3<String, String, String>, String>() {
    public String f(final P3<String, String, String> p) {
      return doSomething(p._1(), p._2(), p._3());
    }
  };

然后您可以完全消除 for 循环,并收集所有应用程序的结果doSomething

List<String> s = xs.map(P.p3()).apply(ys).apply(zs).map(doSomething);
于 2009-01-09T04:52:17.523 回答
2

问题需要更多规范。也许递归会帮助你,但请记住,递归几乎总是迭代的替代方案,反之亦然。2 级嵌套循环可能足以满足您的需求。只需让我们知道您要解决的问题。

于 2009-01-09T02:44:08.517 回答
2

我在 Java 7 中能想到的最简洁的通用方法是

// i[0] = 0..1  i[1]=0..3, i[2]=0..4
MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5}, new MultiForLoop.Callback() { 
    void act(int[] i) { 
        System.err.printf("%d %d %d\n", i[0], i[1], i[2] );
    }
}

或者在 Java 8 中:

// i[0] = 0..1  i[1]=0..3, i[2]=0..4
MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5}, 
   i -> { System.err.printf("%d %d %d\n", i[0], i[1], i[2]; } 
);

支持这一点的实现是:

/**
 * Uses recursion to perform for-like loop.
 *  
 * Usage is 
 *  
 *    MultiForLoop.loop( new int[]{2,4,5}, new MultiForLoop.Callback() { 
 *        void act(int[] indices) { 
 *            System.err.printf("%d %d %d\n", indices[0], indices[1], indices[2] );
 *        }
 *    }
 *  
 * It only does 0 - (n-1) in each direction, no step or start 
 * options, though they could be added relatively trivially.
 */
public class MultiForLoop {

    public static interface Callback {
        void act(int[] indices);
    }

    static void loop(int[] ns, Callback cb) {
        int[] cur = new int[ns.length];
        loop(ns, cb, 0, cur);
    }

    private static void loop(int[] ns, Callback cb, int depth, int[] cur) {
        if(depth==ns.length) {
            cb.act(cur);
            return;
        }

        for(int j = 0; j<ns[depth] ; ++j ) {
            cur[depth]=j;
            loop(ns,cb, depth+1, cur);
        }
    }
}
于 2015-07-06T07:10:05.560 回答
2

如果您有一个通用的嵌套循环结构,例如:

for(i0=0;i0<10;i0++)
    for(i1=0;i1<10;i1++)
        for(i2=0;i2<10;i2++)
            ....
                for(id=0;id<10;id++)
                    printf("%d%d%d...%d\n",i0,i1,i2,...id);

其中i0,i1,i2,...,id是循环变量,d是嵌套循环的深度。

等效递归解决方案:

void nestedToRecursion(counters,level){
    if(level == d)
        computeOperation(counters,level);
    else
    {
        for (counters[level]=0;counters[level]<10;counters[level]++)
            nestedToRecursion(counters,level+1);
    }
}
void computeOperation(counters,level){
    for (i=0;i<level;i++)
        printf("%d",counters[i]);
    printf("\n");
}

counters是一个大小数组,分别d代表对应的变量。i0,i1,i2,...idint counters[d]

nestedToRecursion(counters,0);

类似地,我们可以转换其他变量,如递归的初始化或使用数组结束,即我们可以有initial[d], ending[d].

于 2015-09-19T13:25:54.880 回答
2

基于流的 Java 8 解决方案:

public static Stream<int[]> nest(Supplier<IntStream> first, Supplier<IntStream>... streams) {
    Stream<int[]> result = first.get().mapToObj(i -> new int[]{i});

    for (Supplier<IntStream> s : streams) {
        result = nest(result, s);
    }

    return result;
}

private static Stream<int[]> nest(Stream<int[]> source, Supplier<IntStream> target) {
    return source.flatMap(b -> target.get().mapToObj(i -> {
        int[] result = new int[b.length + 1];
        System.arraycopy(b, 0, result, 0, b.length);
        result[b.length] = i;
        return result;
    }));
}

另一个不是线程安全的,但避免额外的副本:

public static Stream<int[]> nest(Supplier<IntStream>... streams) {
    final int[] buffer = new int[streams.length];
    Stream<int[]> result = Stream.of(buffer);

    for (int n = 0; n < streams.length; n++) {
        result = nest(result, streams[n], n);
    }

    // Might need to perform a copy here, if indices are stored instead of being consumed right away.
    // return result.map(b -> Arrays.copyOf(b, b.length));
    return result;
}

private static Stream<int[]> nest(Stream<int[]> source, Supplier<IntStream> target, int index) {
    return source.flatMap(b -> target.get().mapToObj(i -> {
        b[index] = i;
        return b;
    }));
}

用法:

nest(
    () -> IntStream.range(0, 2),
    () -> IntStream.range(0, 2), 
    () -> IntStream.range(0, 3))
    .forEach(indices -> System.out.println( Arrays.toString(indices)));

输出:

[0, 0, 0]
[0, 0, 1]
[0, 0, 2]
[0, 1, 0]
[0, 1, 1]
[0, 1, 2]
[1, 0, 0]
[1, 0, 1]
[1, 0, 2]
[1, 1, 0]
[1, 1, 1]
[1, 1, 2]
于 2021-05-30T13:04:23.783 回答
1
public void recursiveFor(Deque<Integer> indices, int[] ranges, int n) {

    if (n != 0) {

       for (int i = 0; i < ranges[n-1]; i++) {

          indices.push(i);
          recursiveFor(indices, ranges, n-1);
          indices.pop();
       }
    }

    else {

       // inner most loop body, access to the index values thru indices
       System.out.println(indices);
    }
}

示例调用:

int[] ranges = {2, 2, 2};

recursiveFor(new ArrayDeque<Integer>(), ranges, ranges.length);
于 2012-05-20T01:27:42.480 回答
0
String fors(int n){
StringBuilder bldr = new StringBuilder();
for(int i = 0; i < n; i++){
    for(int j = 0; j < i; j++){
        bldr.append('\t');
    }
    bldr.append("for() {\n");
}
for(int i = n-1; i >= 0; i--){
    for(int j = 0; j < i; j++){
        bldr.append('\t');
    }
    bldr.append("}\n");
}
return bldr.toString();
}

创建一个漂亮的嵌套 for 循环骨架 ;-) 不是很严重,我知道递归解决方案会更优雅。

于 2011-08-22T10:22:19.333 回答
0

我第一次回答问题,但我觉得我需要分享这个信息

for (x = 0; x < base; ++x) {
  for (y = 0; y < loop; ++y) {
      DoSomething();
  }
}

相当于

for (x = 0; x < base*loop; ++x){
    DoSomething();
}

因此,如果您想要 n 个嵌套,可以使用除法来编写baseloop因此它看起来像这样简单:

char[] numbs = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7', '8', '9'};
     public void printer(int base, int loop){
       for (int i = 0; i < pow(base, loop); i++){
         int remain = i;
         for (int j = loop-1; j >= 0; j--){
           int digit = remain/int(pow(base, j));
           print(numbs[digit]);
           remain -= digit*pow(base, j);
         }
         println();
       }
     }

所以如果你输入printer(10, 2);它会打印出来:

00
01
02
03
04
...
97
98
99
于 2017-02-11T18:50:07.500 回答
0

这对我来说真的很好 - 我必须从存储在 myAlternativePaths 中的一些替代方案中进行选择,基本思想是我试图构建下一个选择,并且当一个维度/组件中出现“溢出”时,你只需重新初始化该维度并将一个添加到下一个。

public boolean isValidAlternativeSelection (int[] alternativesSelected) {
    boolean allOK = true;
    int nPaths= myAlternativePaths.size();
    for (int i=0; i<nPaths; i++) {
        allOK=allOK & (alternativesSelected[i]<myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size());
    }
    return allOK;
}


public boolean getNextValidAlternativeSelection (int[] alternativesSelected) {
    boolean allOK = true;
    int nPaths= myAlternativePaths.size();
    alternativesSelected[0]=alternativesSelected[0]+1;
    for (int i=0; i<nPaths; i++) {
        if (alternativesSelected[i]>=myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size()) {
            alternativesSelected[i]=0;
            if(i<nPaths-1) {
                alternativesSelected[i+1]=alternativesSelected[i+1]+1;
            } else {
                allOK = false;
            }
        }
 //       allOK=allOK & (alternativesSelected[i]<myAlternativePaths.get(i).myAlternativeRoutes.size());
    }
    return allOK;
}
于 2019-01-18T10:35:27.450 回答
0

我也试图解决这个问题,最终创造了这个简单的解决方案

例如,假设我们需要动态生成这样的循环:

for (int i = 0; i < 2; i++) {
    for (int j = 1; j < 3; j++) {
        for (int k = 2; k < 4; k++) {
            System.out.println(Arrays.asList(i, j, k));
        }
    }
}

因此,我们可以使用这样的构建器来实现它:

new Loops()
    .from(0).to(2)
    .from(1).to(3)
    .from(2).to(4)
    .action(System.out::println);

执行结果:

[0, 1, 2]
[0, 1, 3]
[0, 2, 2]
[0, 2, 3]
[1, 1, 2]
[1, 1, 3]
[1, 2, 2]
[1, 2, 3]

我希望它对其他人也有用。

于 2020-03-03T00:10:35.213 回答
0

如果您想处理数据而不仅仅是数字。可以尝试以下解决方案:

class WordGenerator {
    //My custom spell checker. 
    //It returns an empty string if the word is not there in dictionary
    public static MySpellChecker spellCheck;
    
    public static void main(String args[]) throws Exception {
        spellCheck = new MySpellChecker();
        
        List<String> consonants = List.of("c","t");
        List<String> vowels = List.of("a","o","");
        
        //adding to this list will increase nesting
        List<List<String>> input = new ArrayList<>();
        input.add(consonants);
        input.add(vowels);
        input.add(vowels);
        input.add(consonants);
        
        
        MyForLoop fLoop = new MyForLoop(input.listIterator(),       //for nesting loops
                                        new ArrayList<String>(),    //loop state
                                        //action to perform in innermost loop
                                        (state)->spellCheck.check(String.join("", state))); 
        //start execution
        fLoop.accept("");
        
        //print results
        System.out.println("No of iterations: " + fLoop.getResult().size());
        System.out.println("\nFound words: " + String.join(", ", fLoop.getResult()));
    }
}

class MyForLoop implements Consumer<String> {
    private static List<String> result = new ArrayList<>();
    
    private ListIterator<List<String>> itr;
    private Function<List<String>, String> action;
    private List<String> state = new ArrayList<>();

    
    public MyForLoop(ListIterator<List<String>> itr, List<String> collected, Function<List<String>, String> action) {
        this.itr = itr;
        this.action = action;
        state = new ArrayList<>(collected);
    }
    
    @Override
    public void accept(String s) {
        if(!s.isBlank())
            state.add(s);
        
        if(itr.hasNext()) {
            itr.next().stream().forEach(new MyForLoop(itr, state, action));
            if(!state.isEmpty())
                state.remove(state.size()-1);
            itr.previous();
        } else {
            result.add(action.apply(state));
            state.remove(state.size()-1);
        }
    }
    
    public static List<String> getResult() {
        return result;
    }
}

输出:

No of iterations: 36

Found words: , , , , , cat, , coat, , coot, , cot, , , , , , , , , , , , tat, , toat, , toot, toc, tot, , , , , ,

这里的代码生成以'c'和't'开头和结尾的单词,它们之间最多有两个元音。您更改列表中的顺序input以更改单词创建。


MyForLoop对象维护一个state列表,该列表保存当前的迭代状态。状态列表的每个元素给出嵌套 for 循环的相应级别的状态。
状态可用于action,在最内层循环中执行。


为了使演示代码简短明了,我偷工减料。它可以通过多种方式进行改进。
我使用 Jazzy 库来检查拼写。

  <dependency>
    <groupId>net.sf.jazzy</groupId>
    <artifactId>jazzy</artifactId>
    <version>0.5.2-rtext-1.4.1-2</version>
</dependency>
于 2021-08-22T03:40:41.203 回答
-1

为了简洁起见,我将代码放在这里:

void variDepth(int depth, int n, int i) {
    cout<<"\n d = "<<depth<<" i = "<<i;
    if(!--depth) return;
    for(int i = 0;i<n;++i){
        variDepth(depth,n,i);
    }
}
void testVariDeapth()
{   variDeapth(3, 2,0);
}

输出

 d = 3 i = 0
 d = 2 i = 0
 d = 1 i = 0
 d = 1 i = 1
 d = 2 i = 1
 d = 1 i = 0
 d = 1 i = 1
于 2013-02-18T08:18:36.260 回答