具有昂贵的自定义键功能的列表的最大值

Question

在 Java 中查找您编写的序列的最大元素：

GameState bestGs = Collections.max(ns,
        Comparator.comparing(e -> minimax(e)));

这里minimax 是一个返回数字的函数，ns 是一个集合。该代码有效，但对于集合的每个元素，将多次评估 key 函数。我如何制作它以便每个元素只评估一次？在 Python 中你只需写 max(seq, key = lambda e: minimax(e))Java 中一定有类似的东西吗？别叫我自己写forloop，21世纪我不该写！

显式循环代码如下：

GameState best = null;
// Doesn't matter what scalar type is used.
int bestScore = Integer.MIN_VALUE;  
for (GameState n : ns) {
    int thisScore = minimax(n);
    if (thisScore > bestScore) {
        bestScore = thisScore;
        best = n;
    }
}

我想在 Java 中以“函数式”的方式编写上述内容，同时保持高性能。

Answer 1

你可以memoizee -> minimax(e)函数：

public static <T, S> Function<T, S> memoize(Function<T, S> function) {
    Map<T, S> cache = new HashMap<>();
    return argument -> cache.computeIfAbsent(argument, function);
}

然后，只需使用 memoized 函数：

GameState bestGs = Collections.max(ns,
    Comparator.comparing(memoize(e -> minimax(e))));

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编辑：这种方法要求GameState 实现hashCode 和equals一致。这些方法也应该运行得非常快（这是通常的情况）。

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编辑 2： 正如 M. Justin 在下面的 cmets 中所说，此解决方案不是线程安全的。如果你要在多个线程中使用 memoized 函数，你应该使用 ConcurrentHashMap 而不是 HashMap。

Answer 2

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import static java.lang.Integer.MIN_VALUE;
import static java.util.AbstractMap.SimpleEntry;

...

var bestEntry = ns.stream()
                  .map(i -> new SimpleEntry<>(i, minimax(i)))
                  .max(Map.Entry.comparingByValue())
                  .orElse(new SimpleEntry<>(null, MIN_VALUE));

var bestGameState = bestEntry.getKey();
var bestScore = bestEntry.getValue();

减少后，你会得到一个Optional<Pair<GameState, Integer>>，其中可能包含最高的minimax结果和一个对应的GameState。如果没有游戏状态，我们返回默认条目new SimpleEntry<>(null, MIN_VALUE)。

Answer 3

GameState max = ns.stream()
                 .collect(Collectors.toMap(str -> minimax(str), Function.identity(), (gs1, gs2) -> gs1,
                         (Supplier<Map<Integer, GameState>>)() -> new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder())
                 )).values().iterator().next();

Answer 4

好吧，首先为每个键计算 minimax，然后将其存储在 TreeMap 中，然后在计算后获取最后一个条目，怎么样？当然，您要为额外的存储空间付费。

int max = col.stream()
            .collect(Collectors.collectingAndThen(
                    Collectors.toMap(
                            e -> minimax(e),
                            Function.identity(),
                            (left, right) -> left,
                            TreeMap::new
                    ),
                    m -> m.lastEntry().getValue()));

这可以做得更简洁：

// Integer, Integer for simplicity
TreeMap<Integer, Integer> tm = new TreeMap<>();
col.forEach(x-> { 
            tm.putIfAbsent(minimax(x), x); 
            if(tm.size() > 1) {
                tm.remove(tm.firstKey()); 
            }
});
int max = m.lastEntry().getValue();