一位面试官最近问了我这样一个问题:给定三个布尔变量a、b和c，如果三个变量中至少有两个为真，则返回true。
我的解决方案如下:
boolean atLeastTwo(boolean a, boolean b, boolean c) {
if ((a && b) || (b && c) || (a && c)) {
return true;
}
else{
return false;
}
}
他说这还可以进一步改进，但如何改进呢?
当前回答
还有一种不太好的方法:
return (Boolean.valueOf(a).hashCode() + Boolean.valueOf(b).hashCode() + Boolean.valueOf(c).hashCode()) < 3705);
布尔哈希码值固定为true为1231,false为1237，因此同样可以使用<= 3699
其他回答
在c#中，我首先想到的是:
public bool lol(int minTrue, params bool[] bools)
{
return bools.Count( ( b ) => b ) >= minTrue;
}
应该很快。
调用应该是这样的:
lol( 2, true, true, false );
这样，您就将规则(两个必须为真)留给调用者，而不是将它们嵌入到方法中。
而不是写:
if (someExpression) {
return true;
} else {
return false;
}
写:
return someExpression;
至于表达式本身，是这样的:
boolean atLeastTwo(boolean a, boolean b, boolean c) {
return a ? (b || c) : (b && c);
}
或者这个(你觉得哪个更容易理解):
boolean atLeastTwo(boolean a, boolean b, boolean c) {
return a && (b || c) || (b && c);
}
它只测试a和b一次，c最多测试一次。
参考文献
JLS 15.25条件运算符?：
If the goal is to return a bitwise two-out-of-three value for three operands, arithmetic and iterative approaches are apt to be relatively ineffective. On many CPU architectures, a good form would be "return ((a | b) & c) | (a & b);". That takes four boolean operations. On single-accumulator machines (common in small embedded systems) that's apt to take a total of seven instructions per byte. The form "return (a & b) | (a & c) | (b & c);" is perhaps nicer looking, but it would require five boolean operations, or nine instructions per byte on a single-accumulator machine.
顺便提一下，在CMOS逻辑中，计算“不是三选二”需要12个晶体管(相比之下，逆变器需要2个晶体管，双输入NAND或NOR需要4个晶体管，而三输入NAND或NOR需要6个晶体管)。
为什么不逐字执行呢?：）
(a?1:0)+(b?1:0)+(c?1:0) >= 2
在C语言中，你可以写a+b+ C >= 2(或者!!a+!! !b+!! !C >= 2，非常安全)。
为了回应TofuBeer对java字节码的比较，这里有一个简单的性能测试:
class Main
{
static boolean majorityDEAD(boolean a,boolean b,boolean c)
{
return a;
}
static boolean majority1(boolean a,boolean b,boolean c)
{
return a&&b || b&&c || a&&c;
}
static boolean majority2(boolean a,boolean b,boolean c)
{
return a ? b||c : b&&c;
}
static boolean majority3(boolean a,boolean b,boolean c)
{
return a&b | b&c | c&a;
}
static boolean majority4(boolean a,boolean b,boolean c)
{
return (a?1:0)+(b?1:0)+(c?1:0) >= 2;
}
static int loop1(boolean[] data, int i, int sz1, int sz2)
{
int sum = 0;
for(int j=i;j<i+sz1;j++)
{
for(int k=j;k<j+sz2;k++)
{
sum += majority1(data[i], data[j], data[k])?1:0;
sum += majority1(data[i], data[k], data[j])?1:0;
sum += majority1(data[j], data[k], data[i])?1:0;
sum += majority1(data[j], data[i], data[k])?1:0;
sum += majority1(data[k], data[i], data[j])?1:0;
sum += majority1(data[k], data[j], data[i])?1:0;
}
}
return sum;
}
static int loop2(boolean[] data, int i, int sz1, int sz2)
{
int sum = 0;
for(int j=i;j<i+sz1;j++)
{
for(int k=j;k<j+sz2;k++)
{
sum += majority2(data[i], data[j], data[k])?1:0;
sum += majority2(data[i], data[k], data[j])?1:0;
sum += majority2(data[j], data[k], data[i])?1:0;
sum += majority2(data[j], data[i], data[k])?1:0;
sum += majority2(data[k], data[i], data[j])?1:0;
sum += majority2(data[k], data[j], data[i])?1:0;
}
}
return sum;
}
static int loop3(boolean[] data, int i, int sz1, int sz2)
{
int sum = 0;
for(int j=i;j<i+sz1;j++)
{
for(int k=j;k<j+sz2;k++)
{
sum += majority3(data[i], data[j], data[k])?1:0;
sum += majority3(data[i], data[k], data[j])?1:0;
sum += majority3(data[j], data[k], data[i])?1:0;
sum += majority3(data[j], data[i], data[k])?1:0;
sum += majority3(data[k], data[i], data[j])?1:0;
sum += majority3(data[k], data[j], data[i])?1:0;
}
}
return sum;
}
static int loop4(boolean[] data, int i, int sz1, int sz2)
{
int sum = 0;
for(int j=i;j<i+sz1;j++)
{
for(int k=j;k<j+sz2;k++)
{
sum += majority4(data[i], data[j], data[k])?1:0;
sum += majority4(data[i], data[k], data[j])?1:0;
sum += majority4(data[j], data[k], data[i])?1:0;
sum += majority4(data[j], data[i], data[k])?1:0;
sum += majority4(data[k], data[i], data[j])?1:0;
sum += majority4(data[k], data[j], data[i])?1:0;
}
}
return sum;
}
static int loopDEAD(boolean[] data, int i, int sz1, int sz2)
{
int sum = 0;
for(int j=i;j<i+sz1;j++)
{
for(int k=j;k<j+sz2;k++)
{
sum += majorityDEAD(data[i], data[j], data[k])?1:0;
sum += majorityDEAD(data[i], data[k], data[j])?1:0;
sum += majorityDEAD(data[j], data[k], data[i])?1:0;
sum += majorityDEAD(data[j], data[i], data[k])?1:0;
sum += majorityDEAD(data[k], data[i], data[j])?1:0;
sum += majorityDEAD(data[k], data[j], data[i])?1:0;
}
}
return sum;
}
static void work()
{
boolean [] data = new boolean [10000];
java.util.Random r = new java.util.Random(0);
for(int i=0;i<data.length;i++)
data[i] = r.nextInt(2) > 0;
long t0,t1,t2,t3,t4,tDEAD;
int sz1 = 100;
int sz2 = 100;
int sum = 0;
t0 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<data.length-sz1-sz2;i++)
sum += loop1(data, i, sz1, sz2);
t1 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<data.length-sz1-sz2;i++)
sum += loop2(data, i, sz1, sz2);
t2 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<data.length-sz1-sz2;i++)
sum += loop3(data, i, sz1, sz2);
t3 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<data.length-sz1-sz2;i++)
sum += loop4(data, i, sz1, sz2);
t4 = System.currentTimeMillis();
for(int i=0;i<data.length-sz1-sz2;i++)
sum += loopDEAD(data, i, sz1, sz2);
tDEAD = System.currentTimeMillis();
System.out.println("a&&b || b&&c || a&&c : " + (t1-t0) + " ms");
System.out.println(" a ? b||c : b&&c : " + (t2-t1) + " ms");
System.out.println(" a&b | b&c | c&a : " + (t3-t2) + " ms");
System.out.println(" a + b + c >= 2 : " + (t4-t3) + " ms");
System.out.println(" DEAD : " + (tDEAD-t4) + " ms");
System.out.println("sum: "+sum);
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException
{
while(true)
{
work();
Thread.sleep(1000);
}
}
}
这将在我的机器上打印以下内容(在Intel Core 2 + sun java 1.6.0_15-b03上运行Ubuntu，带有HotSpot Server VM (14.1-b02，混合模式):
第一次和第二次迭代:
a&&b || b&&c || a&&c : 1740 ms
a ? b||c : b&&c : 1690 ms
a&b | b&c | c&a : 835 ms
a + b + c >= 2 : 348 ms
DEAD : 169 ms
sum: 1472612418
后来迭代:
a&&b || b&&c || a&&c : 1638 ms
a ? b||c : b&&c : 1612 ms
a&b | b&c | c&a : 779 ms
a + b + c >= 2 : 905 ms
DEAD : 221 ms
我想知道，对于(a + b + c >= 2)情况，java虚拟机可以做什么来降低性能。
下面是如果我用-client VM开关运行java会发生什么:
a&&b || b&&c || a&&c : 4034 ms
a ? b||c : b&&c : 2215 ms
a&b | b&c | c&a : 1347 ms
a + b + c >= 2 : 6589 ms
DEAD : 1016 ms
神秘……
如果我在GNU Java解释器中运行它，它会变慢近100倍，但是a&&b || b&&c || a&&c版本胜出。
在运行OS X的最新代码中，豆腐啤酒的结果:
a&&b || b&&c || a&&c : 1358 ms
a ? b||c : b&&c : 1187 ms
a&b | b&c | c&a : 410 ms
a + b + c >= 2 : 602 ms
DEAD : 161 ms
Paul Wagland使用Mac Java 1.6.0_26-b03-383-11A511的结果
a&&b || b&&c || a&&c : 394 ms
a ? b||c : b&&c : 435 ms
a&b | b&c | c&a : 420 ms
a + b + c >= 2 : 640 ms
a ^ b ? c : a : 571 ms
a != b ? c : a : 487 ms
DEAD : 170 ms
通过真值表计算:
return (a & b) | (c & (a ^ b));
