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Flatten Nested Arrays(展平巢狀陣列)

這個題目是在一個公司現場面談的時候的一個題目。雖然對這種找工作上來就做題目的現象比較反感。

但是大環境如此,也只能被蹂躪了。

中文描述

題目要求比較簡單:[1,2,[3],[[4]],5,6] -> [1,2,3,4,5,6]

就是陣列中巢狀陣列,考察一個數組[1,2,[3],[[4]],5,6]。 你怎麼能夠輸出 1,2,3,4,5,6(並不要求按照順序輸出)。

這裡是一個巢狀陣列,你需要將這個陣列中的值全部取出來。

思路和點評

不清楚其他語言中這個資料結構怎麼儲存,我假設的是在 Java 中儲存的物件。

可以採用佇列的方式來實現,例如,在 Java 中儲存了整數,1, 2, 物件,[3] 為一個數組物件。

你可以先遍歷一次 List,將所有的 List 的物件都壓入佇列中,然後進行出隊。

在出隊時候,判斷物件是否為整數物件,如果是整數物件,就輸出,如果不是整數物件,然後將陣列物件繼續進行遍歷,然後壓入佇列,然後再出隊。

在這裡討論的問題比較多,還有 [[[2]5]] 這種多層巢狀的問題。

經過網站上的考古,這裡有 2 個方法可以更快的實現。1 是遞迴的方法,2 是 利用 Java 8 的 Stream 特性。

在寫測試程式碼之前,你需要明白下資料結構的定義,要不然你沒有辦法測試。在 Java 中你可以定義為物件陣列,如下:

Object[] array = { 12new Object[] { 34new Object[] { 5new Object[] { new Object[] { 6 } } }, 7 }, 8910 };

然後可以利用遞迴,在對物件陣列進行遍歷的時候,如果你遇到了物件,那麼你需要再次呼叫你的方法,對物件中的內容進行遍歷,如果這個時候已經沒有物件了,可以返回第二層遍歷的結果,並且插入到上層 List 列表中。

如果你使用的 Java 8 的 Stream,你需要對 Stream 的使用和方法比較瞭解才可以。這裡也涉及到了遞迴,只是寫法有點不同罷了。

還有一個更加簡單粗暴的方法,當然我不認為這個方法是出題人希望考察的目標,在 Java 中你可以將陣列直接轉換成 String 字串進行輸出,比如說上面的物件佇列,你可以轉換為: [1, 2, [3, 4, [5, [[6]]], 7], 8, 9, 10]  字串進行輸出,然後使用 Java 的 Split 函式,進行按照逗號拆分後,然後將多餘 [ 和 ] 符號去掉,然後再將內容重新放回 List。 這個有點簡單粗暴,但是也一樣能夠達到目的。

原始碼

原始碼和有關程式碼的更新請訪問 GitHub:

https://github.com/cwiki-us/codebank-algorithm/blob/master/src/test/java/com/ossez/codebank/interview/tests/PillPackTest.java

測試類請參考:

https://github.com/cwiki-us/codebank-algorithm/blob/master/src/test/java/com/ossez/codebank/interview/tests/PillPackTest.java

程式碼思路請參考:

package com.ossez.codebank.interview.tests;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

import org.junit.Test;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;

/**
 * PillPack
 * 
 * <pre>
 * https://www.cwiki.us/display/ITCLASSIFICATION/Flatten+Nested+Arrays
 * </pre>
 * 
 * @author YuCheng
 *
 */
public class PillPackTest {

  private final static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(PillPackTest.class);

  List<Integer> returnList = new ArrayList<Integer>();

  /**
   * https://www.cwiki.us/display/ITCLASSIFICATION/Flatten+Nested+Arrays
   * 
   * FlattenNestedArrays
   */
  @Test
  public void testFlattenNestedArrays() {
    logger.debug("Test FlattenNestedArrays");

    Object[] array = { 1, 2, new Object[] { 3, 4, new Object[] { 5, new Object[] { new Object[] { 6 } } }, 7 }, 8, 9, 10 };
    logger.debug("LOOP: {} - > {}", Arrays.deepToString(array), Arrays.toString(loopFlatten(array)));

    logger.debug("Java 8: {} - > {}", Arrays.deepToString(array), Arrays.toString(java8Flatten(array).toArray()));

  }

  /**
   * Loop And Recursive
   * 
   * @param inputArray
   * @return
   * @throws IllegalArgumentException
   */
  private static Integer[] loopFlatten(Object[] inputArray) throws IllegalArgumentException {
    // NULL CHECK
    if (inputArray == null)
      return null;

    List<Integer> flatList = new ArrayList<Integer>();

    for (Object element : inputArray) {
      if (element instanceof Integer) {
        flatList.add((Integer) element);
      } else if (element instanceof Object[]) {
        // Recursive
        flatList.addAll(Arrays.asList(loopFlatten((Object[]) element)));
      } else {
        throw new IllegalArgumentException("Input must be an array of Integers or nested arrays of Integers");
      }
    }
    return flatList.toArray(new Integer[flatList.size()]);
  }

  /**
   * Java 8 Stream to Flatten array.
   * 
   * @param array
   * @return
   */
  private static Stream<Object> java8Flatten(Object[] array) {
    // int[] flatInt = java8Flatten(array).mapToInt(Integer.class::cast).toArray();
    return Arrays.stream(array).flatMap(o -> o instanceof Object[] ? java8Flatten((Object[]) o) : Stream.of(o));

  }

}

 

測試結果

上面程式的測試結果如下:

2018/12/27 13:39:22 DEBUG [com.ossez.codebank.interview.tests.PillPackTest] - Test FlattenNestedArrays
2018/12/27 13:39:22 DEBUG [com.ossez.codebank.interview.tests.PillPackTest] - LOOP: [1, 2, [3, 4, [5, [[6]]], 7], 8, 9, 10] - > [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]
2018/12/27 13:39:22 DEBUG [com.ossez.codebank.interview.tests.PillPackTest] - Java 8: [1, 2, [3, 4, [5, [[6]]], 7], 8, 9, 10] - > [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]