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
这真的取决于你对“改进”的定义:
清晰吗?
boolean twoOrMoreAreTrue(boolean a, boolean b, boolean c)
{
return (a && b) || (a && c) || (b && c);
}
反之亦然？
boolean moreThanTwo(boolean a, boolean b, boolean c)
{
return a == b ? a : c;
}
更一般的?
boolean moreThanXTrue(int x, boolean[] bs)
{
int count = 0;
for(boolean b : bs)
{
count += b ? 1 : 0;
if(count > x) return true;
}
return false;
}
更多的可伸缩的吗?
boolean moreThanXTrue(int x, boolean[] bs)
{
int count = 0;
for(int i < 0; i < bs.length; i++)
{
count += bs[i] ? 1 : 0;
if(count > x) return true;
int needed = x - count;
int remaining = bs.length - i;
if(needed >= remaining) return false;
}
return false;
}
更快呢?
// Only profiling can answer this.
哪一种是“改进”的，很大程度上取决于具体情况。
其他回答
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?：
函数ko返回答案:
static int ho(bool a)
{
return a ? 1 : 0;
}
static bool ko(bool a, bool b, bool c)
{
return ho(a) + ho(b) + ho(c) >= 2 ? true : false;
}
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
这样读起来更好:
if (a) {
return b || c;
}
else {
return b && c;
}
下面是一个测试驱动的通用方法。虽然不像目前提供的大多数解决方案那样“高效”，但是清晰、经过测试、有效且通用。
public class CountBooleansTest extends TestCase {
public void testThreeFalse() throws Exception {
assertFalse(atLeastTwoOutOfThree(false, false, false));
}
public void testThreeTrue() throws Exception {
assertTrue(atLeastTwoOutOfThree(true, true, true));
}
public void testOnes() throws Exception {
assertFalse(atLeastTwoOutOfThree(true, false, false));
assertFalse(atLeastTwoOutOfThree(false, true, false));
assertFalse(atLeastTwoOutOfThree(false, false, true));
}
public void testTwos() throws Exception {
assertTrue(atLeastTwoOutOfThree(false, true, true));
assertTrue(atLeastTwoOutOfThree(true, false, true));
assertTrue(atLeastTwoOutOfThree(true, true, false));
}
private static boolean atLeastTwoOutOfThree(boolean b, boolean c, boolean d) {
return countBooleans(b, c, d) >= 2;
}
private static int countBooleans(boolean... bs) {
int count = 0;
for (boolean b : bs)
if (b)
count++;
return count;
}
}
