使用 Java 8 流从整数列表中计算最小和最大和

Question

我正在尝试解决以下挑战：

给定五个正整数，找出可以通过将五个整数中的四个恰好相加来计算的最小值和最大值。 然后将各自的最小值和最大值打印为单行的两个空格分隔long整数。

下面可以看到我的代码能够处理一些测试用例，但其他一些我似乎无法弄清楚的失败，问题似乎在于long max赋值语句，并且可能与.sorted(Collections.reverseOrder())组件，因为这是 min 与 max 语句之间的唯一明显区别。

有效的示例测试用例：

Input = [1, 2, 3, 4, 5]

Output = 10 (minimum), 14 (maximum)

不起作用的示例测试用例：

Input = [256741038, 623958417, 
   467905213, 714532089, 938071625]

Output = 2063136757 (minimum), 
  -1550499952 (maximum)

Expected Output = 2063136757 
  (minimum), 2744467344 (maximum)

我的代码：

class Result {
    
    /*
     * Complete the 'miniMaxSum' function below.
     *
     * The function accepts. INTEGER_ARRAY arr as parameter.
     */
    
    public static void miniMaxSum(List<Integer> arr) {
        long max = arr.stream().sorted(Collections.reverseOrder())
                .limit(4)
                .reduce(0, (subtotal, element) -> subtotal + element);
        long min = arr.stream().sorted().limit(4).reduce(0,
                (subtotal, element) -> subtotal + element);
        System.out.println(min + " " + max);
    }
}

public class Solution {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        BufferedReader bufferedReader =
                new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        
        List<Integer> arr = Stream
                .of(bufferedReader.readLine().replaceAll("\\s+$", "")
                        .split(" "))
                .map(Integer::parseInt).collect(toList());
        
        Result.miniMaxSum(arr);
        
        bufferedReader.close();
    }
}

Answer 1

正如@Benjamin W. 所说，这里似乎发生了一些溢出。 它可能与包含 Integer 对象而不是 long 的列表有关，但您必须进一步研究它。 你的缓冲阅读器看起来工作得很好。

如果你只是想要一个简单的解决方案，你可以在列表中找到最小的数字，从最大的和中省略它，从列表中找到最大的元素，从最小的和中省略它。

public static void minmaxSum(List<Integer> arr) {
    if (arr.size() == 0) return;

    long max = arr.get(0):
    long min = arr.get(0);

    long maxSum = 0;
    long minSum = 0;

    for (Integer num : arr) {
        long longNum = (long) num.intValue();
        
        maxSum += longNum;
        minSum += longNum;

        if (longNum < min) min = longNum;
        if (longNum > max) max = longNum;
    }

    maxSum -= min;
    minSum -= max;

    System.out.println(minSum + " " + maxSum);
}       

此外，这样的代码无论如何都要清晰得多。

Answer 2

Math.addExact

正如ShinyMustard22 的答案中所解释的，您似乎遇到了溢出整数类型限制的问题。

发生溢出而没有警告您。 如果您想在发生溢出时得到通知，并且您应该希望这样做，请使用Math类中的…Exact方法。 如果在操作过程中发生溢出，则抛出异常。 您捕获该异常，以您选择的方式解决情况。

例如， Math.addExact( long x , long y ) 。

Answer 3

发生溢出是因为您正在对Integer流执行归约，即reduce()操作的累加器处理Interger对象，然后将计算的溢出结果分配给long类型的变量。

LongSummaryStatistics & LongStream

由于在两种情况下都应该丢弃一个值（对于min和max sum ），我们可以通过计算所有元素的总和并减去最低元素的值以获得最大和并减去最高元素的值来解决这个问题元素来获得最小总和。

无需在流中应用排序和硬编码4的值。 如果您不想养成坏习惯，请尝试将您的解决方案设计为干净且通用的。

我们可以通过对给定列表执行单次迭代来获得所有三个值（总计、最低元素、最高元素）。 它可以通过在使用for循环迭代时跟踪这些值来“手动”完成，或者我们可以使用 JDK 中的一个汇总统计类来为我们完成这项工作。

从汇总统计对象中，我们可以使用其方法getSum() 、 getMin() 和getMax()提取有关总和、最小值和最大值的信息。 为了避免int溢出，我们必须使用LongSummaryStatistics 。 我们可以通过将summaryStatistics()作为终端操作从LongStream中获取该对象。

public static void miniMaxSum(List<Integer> arr) {
    LongSummaryStatistics statistics = arr.stream()
        .mapToLong(i -> i)
        .summaryStatistics();
    
    long max = statistics.getSum() - statistics.getMin();
    long min = statistics.getSum() - statistics.getMax();
    
    System.out.println(min + " " + max);
}

main()

public static void main(String[] args) {
    miniMaxSum(List.of(256741038, 623958417, 467905213, 714532089, 938071625));
}

输出：

2063136757 2744467344