3 个嵌套的 for-each 循环作为 Java Stream

Question

在我目前正在进行的项目中，我们有三个嵌套 for 循环的构造：

final Vector3i startPose = new Vector3i(-3, -2, -3);
final Vector3i finishPos = new Vector3i(3, 4, 3);
final Vector3i currentPos = entity.getPos();
  
final List<Vector3i> entityFinderZone = new ArrayList<>();

for (int x = startPos.getX(); x <= finishPos.getX(); x++)
{
    for (int y = startPos.getY(); y <= finishPos.getY(); y++)
    {
        for (int z = startPos.getX(); z <= finishPos.getZ(); z++)
        {
            Vector3i newPos = currentPos.offset(x ,y ,z);
            if (newPos.getX() == 0 && newPos.getZ() == 0 && (newPos.getY() < -1 || newPos.getZ() > 2))
            {
                entityFinderZone.add(newPos);
            }
         }
    }
}

我想用流来完成所有这些操作以使其更快，但我收到错误

final IntStream xCoords = IntStream.iterate(startPos.getX(), i -> i <= finishPos.getX(), i -> i + 1);
final IntStream yCoords = IntStream.iterate(startPos.getY(), i -> i <= finishPos.getY(), i -> i + 1);
final IntStream zCoords = IntStream.iterate(startPos.getZ(), i -> i <= finishPos.getZ(), i -> i + 1);        

entityFinderZone = xCoords.
                flatMap( x -> yCoords.
                        flatMap(y -> zCoords.
                                flatMap(z -> currentPos.offset(x, y, z)))).collect(Collectors.toList());

错误：

Bad return type in lambda expression: Vector3i cannot be converted to int

我做错了什么？

Answer 1

我想用流来完成所有这一切，以使其更快

好的。我将把你的问题解释为“我怎样才能让它更快”。

对于初学者来说；使用 lambda 不是。这并不会让任何事情变得更快。最佳情况下，Lambda 可以让您更轻松地并行化任务，但这并不是免费的，而且几乎总是，如果任务对性能至关重要以至于必须并行化，那么您想要控制该过程，而不仅仅是很好地询问流尽力而为（这是你所能做的——没有保证，也没有关于如何做到这一点的特定结构）。

一般来说，“我会使用 lambda，因为它们更快”是一种不正确的心态。

一般来说，“我会使用 lambda，因为它们更好”是一种不正确的心态。

正确的心态是：“我可以用 lambda 来做到这一点。如果我能预见到代码从表面上看会更容易阅读并且更容易维护（即不是使用诸如“每个人都知道 lambda 更容易阅读”之类的循环推理，因此使用 lambda 将使这更容易阅读，QED') - 那么我将使用它们。如果没有，我不会“。

if (newPos.getX() == 0 && newPos.getZ() == 0 && (newPos.getY() < -1 || newPos.getZ() > 2))

如果这就是你想做的全部，那么三重循环会使效率变得极其低下。

如果此

if

未触发，则您的循环不会执行任何操作。仅看 if，我们有一些布尔属性：

• 对于

  [startPos.x, finishPos.x]

  范围内的 1 或 0 个数字，

  [startPos.x, finishPos.x]

  的 x 偏移量（对于函数来说是常量）为 0。如果没有这样的数字，则此方法 什么也不做 并且是最快的方法我们“无能为力”就是尽快返回。否则，循环

  startPos.x-finishPos.x

  绝对没有意义 - 除了那个数字之外什么也不会发生。

• 完全相同的逻辑适用于

  [startPos.z, finishPos.z]

  范围。

• 对于

  y

  组件，

  newPos.getZ() > 2

  不可能为真 - 毕竟，newPos.getZ() 必须是

  0

  ，否则我们甚至不会到达这里。

  &&

  表示 AND：所有 3 个条件都必须成立。因此，归结为

  newPos.getY() < -1

  ，这意味着存在

  [startPos.y, endPos.y]

  的子范围。我们确实必须循环 - 我们可以减少一些循环的大小。

这使得 3 深循环成为 1 深循环，效率大大提高。这就是你如何让它变得更快。用一种代码结构替换另一种代码结构不会产生任何算法复杂性差异，而且实际上甚至不会给你带来恒定的（即大部分不相关的，但仍然）速度提升 - 如果有的话，它会减慢速度。

是的，那么我怎样才能让它更快呢？

1. 计算范围内的奇异 x 值，使 newPos 的 x 分量为 0。这是一个简单的加法/减法，然后是范围检查。 不涉及任何循环。

2. 对 z 执行相同操作。

3. 现在循环，仅针对

   y

   。一旦 y 超出范围（

   newPos.getY()

   为 0 或以上），就突破 - 无论如何它都不会回落到范围内。

使用基本循环（无 lambda），这样这些事情就简单多了。