java 8流如何找到2个列表的元素之间的最小差异

Question

我对 Java 8 的 Streams 完全陌生，目前正在尝试解决此任务，我有两个列表如下：

List<Integer> list1 = Arrays.asList(5, 11,17,123);
List<Integer> list2 = Arrays.asList(124,14,80);

我想找出这些列表中所有元素之间存在的绝对最小差异。

预期结果：1(124-123=1)

用 Java 7 实现它不是问题，但我如何用 Java8 的 Streams 实现它？我如何从 List1 迭代 forEach 元素以及从 List2 迭代 forEach 并保持最小值？

Answer 1

虽然使用 Stream API 很容易将“比较 list1 的每个元素与 list2 的每个元素”逻辑转换为代码，并且解决方案的源代码可能很短，但这并不是一个有效的解决方案。如果列表相当大，您最终将执行 n × m 操作。

此外，请注意，两个 int 值之间的距离最大为 2³²，这不适合（有符号的）int 值范围。因此，如果您正在寻找一个通用的解决方案，您应该使用long 来表达结果。

所以解决方案可能如下所示：

public static long smallestDistance(List<Integer> list1, List<Integer> list2) {
    int[] list2Sorted = list2.stream().mapToInt(Integer::intValue).sorted().toArray();
    if(list2Sorted.length == 0) throw new IllegalArgumentException("list2 is empty");
    long smallest = Long.MAX_VALUE;
    for(int i: list1) {
        int pos = Arrays.binarySearch(list2Sorted, i);
        if(pos >= 0) return 0;
        pos ^= -1;
        if(pos < list2Sorted.length) {
            long d = Math.abs(list2Sorted[pos] - (long)i);
            if(d < smallest) smallest = d;
        }
        if(pos > 0) {
            long d = Math.abs(list2Sorted[pos-1] - (long)i);
            if(d < smallest) smallest = d;
        }
    }
    if(smallest == Long.MAX_VALUE) throw new IllegalArgumentException("list1 is empty");
    return smallest;
}

通过对一个列表进行排序，我们可以有效地为另一个列表的每个元素查找最接近的元素。这样，时间复杂度从O(n×m)（所有情况）降低到O((n+m)×log(m))（最坏情况）。作为奖励，如果找到匹配项，它将立即返回，因为这意味着可能的最小距离为零。

如果您想对其进行测试，请考虑示例输入，例如偶数列表和奇数列表：

List<Integer> list1
    = IntStream.range(0, 100000).mapToObj(i -> i*2).collect(Collectors.toList());
List<Integer> list2
    = IntStream.range(0, 100000).mapToObj(i -> i*2+1).collect(Collectors.toList());

由于没有精确匹配，所以不能走捷径，但不同的时间复杂度会变得很明显。

Answer 2

试试这个

public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list1 = Arrays.asList(5, 11,17,123); 
        List<Integer> list2 = Arrays.asList(124,14,80);
        OptionalInt min = list1.stream()
                          .flatMap(n -> list2.stream()
                          .map(r -> n-r > 0? n-r: r-n))
                          .mapToInt(t -> t).min();
        System.out.println(min.getAsInt());
    }

编辑（霍尔格建议）

 OptionalLong min = list1.stream()
.flatMapToLong(n -> list2.stream()
.mapToLong(r -> Math.abs(r-(long)n))).min();