Абстрактная размерность массивов в Java

В Java массивы различной размерности имеют разные типы. Поэтому метод, который принимает int[] в качестве параметра, не может принимать значения int[][] или int[][][]. У меня много кода, где я создаю методы, которые очень похожи, но для размерности массива. Есть ли способ обрабатывать массивы произвольной размерности и, таким образом, абстрагировать эту общую функциональность?

Ответ 1

Если вы готовы отказаться от безопасности типа, вы можете сделать это с небольшой рекурсией (неудивительно здесь, правильно?) и отражением.

Идея заключается в том, чтобы написать свой метод таким образом, чтобы он повторялся до тех пор, пока массив не будет иметь только одно измерение. Когда вы находитесь на одномерном уровне, выполните работу; в противном случае, вызовите себя рекурсивно и при необходимости суммируйте свои результаты с предыдущих уровней.

Вот быстрая демонстрация:

import java.util.*;
import java.lang.*;
import java.lang.reflect.Array;

class Main {
    public static int sumArray(Object array) {
            Class type = array.getClass();
            if (!type.isArray()) {
                    throw new IllegalArgumentException("array");
            }
            Class ct = type.getComponentType();
            int res = 0;
            int len = Array.getLength(array);
            if (ct.isArray()) {
                    for (int i = 0 ; i != len ; i++) {
                            res += sumArray(Array.get(array, i));
                    }
            } else {
                    for (int i = 0 ; i != len ; i++) {
                            res += Array.getInt(array, i);
                    }
            }
            return res;
    }
    public static void main (String[] args) throws java.lang.Exception
    {
            int[] a = new int[] {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
            int aa[][] = new int[][] {{1,2},{3,4},{5,6}};
            int aaa[][][] = new int[][][]{{{1,2},{3,4},{5,6}},{{7,8},{9,10},{11,12}}};
            System.out.println(sumArray(a));
            System.out.println(sumArray(aa));
            System.out.println(sumArray(aaa));
    }
}

Ответ 2

Я бы сказал, что самое близкое, что вы можете сделать, это сделать несколько методов перегрузки, которые принимают все доступные размеры массива и каждый из них вызывает общий метод, который имеет большую часть логики.

public void method ( int [] i ) {  //1-d array
    //logic 
}

public void method ( int [][] i) {  //2-d array
     for (int [] j : i) {
         method(j);
     }
}

public void method ( int [][][] i) {   // 3-d array
    for ( int [][] j : i ) {
        method(j);
    }
}

... и т.д.

Ответ 3

Короткий ответ - нет. Длинный ответ извиняется, но нет. Из-за того, как Java обрабатывает массивы, эти два являются принципиально разными типами, и на самом деле нет никакого хорошего способа обработки массивов любого измерения с помощью одного фрагмента кода.

Ответ 4

Ответ нет! но вы можете делать все, что хотите, только с линейными массивами.... подумайте об этом

Ответ 5

Вы можете реализовать многомерный массив, скрывая его реализацию в классе (простить или исправить мой синтаксис Java, я не Java-кодер):

class MultidimensionalArray<Type> {

   // Implement N-dimensional 0-origin array of <Type>

   int[] dimensions;

   Type[] body;

   MultidimensionalArray(index1: int)
   {  dimensions=new int[1];
      dimensions[0]=index1;
      body=new Type[index1];
   }

   MultidimensionalArray(index1: int, index2: int)
   {  dimensions=new int[2];
      dimensions[0]=index1;
      dimensions[1]=index2;
      body=new Type[index1*index2];
   }

   MultidimensionalArray(int[] indexes)
   {  size=1;
      dimensions=indexes;
      for(int i=0;i<indexes.size();i++) size*=indexes[i];
      body=new Type[size];
   }

   Type Get(int index1) {
      assert dimensions.size()==1;
      return body[index1];
   }

   Type Get(int index1, int index2) {
      assert dimensions.size()==2;
      return body[index1*dimensions[0]+index2];
   }

   Type Get(int[] indexes) {
      int index=indexes[0];
      assert dimensions.size()==indexes.size();
      for (int i=0;i<indexes.size();i++) index=index*dimensions[i]+indexes[i+1];
      return body[index];
   }

   void Put(int index1, Type v) {
      assert dimensions.size()==1;
      body[index1]=v;
   }

   void Put(int index1, int index2, Type v) {
      assert dimensions.size()==2;
      body[index1*dimensions[0]+index2]=v;
   }

   void Put(int[] indexes, Type v) {
      int index=indexes[0];
      assert dimensions.size()==indexes.size();
      for (int i=0;i<indexes.size();i++) index=index*dimensions[i]+indexes[i+1];
      body[index]=v;
   }

}

Вы инициализируете это, вызывая его конструктор и получая доступ к элементу путем передачи в целочисленном массиве в качестве набора индексов. Немного неуклюже, но работает:

int[] mydimensions={2,3,5};
MyArray MultidimensionalArray<int>=new MultidimensionalArray(mydimensions);
... 
int[] indexset={1,2,4};
MyArray.Put(indexset,22);
...
indexset = {0,1,3};
...  MyArray.Get(indexset) ...

Я добавил удобные функции для 1D и 2D массивов, которые не требуют наборов индексов, а используют отдельные аргументы в качестве индексов. Легко обобщается на массивы размерности K. Вы также можете добавить функции для создания индексов разных размеров.

Все это происходит по цене некоторых накладных расходов.

Ответ 6

Ответ "возможно, нет". Как указывалось в других ответах, типы массивов с разной размерностью не совместимы с назначением. Однако есть возможный выход.

Типы int[] int[][] и int[][][] - все подтипы Object. И (например) int[][] на самом деле представляет собой массив экземпляров int[]. Поэтому для некоторых вычислений можно было бы сделать что-то вроде этого:

public void calc(Object array) {
    if (array instanceof int[]) {
        calc((int[]) array);
    } else if (array instanceof int[][]) {
        for (a int[] : (int[][]) array) {
            calc(a);
        }
    } else if (array instanceof int[][][]) {
        for (a int[][] : (int[][][]) array) {
            for (a2 int[] : a) {
                calc(a2);
            }
        }
    } else {
        throw new ClassCastException(...);  // or something more appropriate
    }
}

public void calc (int[] array) {
    // do the calculation
}

Предостережения:

  • это работает только в том случае, если расчет работает таким образом,

  • вам нужно повторить этот уродливый шаблон для каждого метода, и

  • шаблон может фактически быть хуже, чем три отдельных метода.

Теперь, в зависимости от расчета (и требований к производительности), вы можете обобщить код, выполнив вычисления в объекте, который может быть передан обобщенному методу "применимо ко всем элементам"; например.

public interface Calc {
    public void calc(int i);
}

... 

public void doCalc(Object array, Calc calculator) {
    // as above
}

public void doCalc(int[] array, Calc calculator) {
    for (int i : array) {
        calculator.calc(i);
    }
}

... но там еще много шаблонов... и вы получите удар производительности.