在Java中找到n個數組之間的公共元素之和

Question

我有一個程序，將兩個數組的公共元素求和。 為此，我使用了兩個for循環，如果我有三個，則可以使用三個for循環。 但是如何求和n個數組的公共元素，其中n在運行時出現。

我不知道如何在運行時更改循環數，或者對此是否還有其他相關概念？

這是我嘗試求和兩個數組的代碼：

import java.util.Scanner;

public class Sample {
    public static void main(String... args)
    {
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
        int arr1[]={1,2,3,4,5},arr2[]={4,5,6,7,8},sum=0;
        for (int i=0;i<arr1.length;i++)
        {
            for (int j=0;j<arr2.length;j++)
            {
                if (arr1[i]==arr2[j])
                {
                    sum+=(arr1[i]);
                }
            }
        }
    }
}

Answer 1

可以有不同的實現方式。 您可以使用以下方法。 這是偽代碼

1. 使用2D數組存儲數組。 如果數組的個數為n，大小為m，則該數組將被input[n][m]
2. 使用ArrayList commonItems存儲其公共項。 用input[0]的元素啟動它
3. 現在，對於i = 1 to n-1遍歷數組。 與每個input[i]進行比較，在每個步驟僅存儲commonItems和input[i]的公共項。 您可以通過將input[i]轉換為列表並使用retainAll方法來實現。
4. 在迭代結束時， commonItem列表將僅包含公共數字。 現在求和該列表的值。

Answer 2

假定元素的索引並不重要：a [1] = 2和a [5] = 2，則只需要兩個嵌套循環。

首先，您需要將n-1個數組放入集合列表中。 然后循環遍歷第n個數組，並檢查列表中所有集合中是否存在每個元素。 如果確實存在，則加到總計中。

Answer 3

實際上，有一個更通用的方法，該方法還回答了“如何在運行時更改循環數？”這一問題。

一般問題

我們正在尋找一種實現與之等效的方法：

for (i1 = 0; i1 < k1; i1++) { 
  for (i2 = 0; i2 < k2; i2++) {
    for (i3 = 0; i3 < k3; i3++) {
       ...
         for (in = 0; in < kn; in++) {
           f(x1[i1], x2[i2], ... xn[in]);
         }
       ...
     }
   }
 }

其中， n是在運行時給出的， f是使用n參數列表處理當前n個元組的函數。

通用解決方案

有一個基於遞歸概念的通用解決方案。

這是一種產生所需行為的實現：

void process(int idx, int n, int[][] x, int[] k, Object[] ntuple) {
    if (idx == n) {
        // we have a complete n-tuple, 
        // with an element from each of the n arrays
        f(ntuple);
        return;
    }

    // this is the idx'th "for" statement
    for (int i = 0; i < k[idx]; i++) {
        ntuple[idx] = x[idx][i];
        // with this recursive call we make sure that 
        // we also generate the rest of the for's
        process(idx + 1, n, x, k, ntuple);
    }
}

該函數假定n數組存儲在矩陣x ，並且第一次調用應如下所示：

process(0, n, x, k, new Object[n]);

實際考慮

上述方案中具有高的復雜性（它是O（K _{1⋅k2⋅..⋅kn））的} ，但有時也能夠避免下去，直到最深循環。

確實，在這篇文章中提到的特定問題（需要對所有數組中的公共元素求和）中，我們可以跳過生成一些元組的操作， 例如，如果已經x ₂ [i ₂ ]≠x ₁ [i ₁ ]。

在遞歸解決方案中，可以輕松修剪那些情況。 此問題的特定代碼可能如下所示：

void process(int idx, int n, int[][] x, int[] k, int value) {
    if (idx == n) {
        // all elements from the current tuple are equal to "value". 
        // add this to the global "sum" variable
        sum += value;
        return;
    }

    for (int i = 0; i < k[idx]; i++) {
        if (idx == 0) {
            // this is the outer "for", set the new value
            value = x[0][i];
        } else {
            // check if the current element from the idx'th for
            // has the same value as all previous elements
            if (x[idx][i] == value) {
                process(idx + 1, n, x, k, value);
            }
        }
    }
}