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

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;
    }
}

其他回答

可读性应该是目标。阅读代码的人必须立即理解您的意图。这就是我的解。

int howManyBooleansAreTrue =
      (a ? 1 : 0)
    + (b ? 1 : 0)
    + (c ? 1 : 0);

return howManyBooleansAreTrue >= 2;

以下是目前为止的答案:

public class X
{
    static boolean a(final boolean a, final boolean b, final boolean c)
    {
    return ((a && b) || (b && c) || (a && c));
    }

    static boolean b(final boolean a, final boolean b, final boolean c)
    {
    return a ? (b || c) : (b && c);
    }

    static boolean c(final boolean a, final boolean b, final boolean c)
    {
    return ((a & b) | (b & c) | (c & a));
    }

    static boolean d(final boolean a, final boolean b, final boolean c)
    {
    return ((a?1:0)+(b?1:0)+(c?1:0) >= 2);
    }
}

并通过反编译器运行它们(javap -c X > results.txt):

Compiled from "X.java"
public class X extends java.lang.Object{
public X();
  Code:
   0:   aload_0
   1:   invokespecial   #1; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   4:   return

static boolean a(boolean, boolean, boolean);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   ifeq    8
   4:   iload_1
   5:   ifne    24
   8:   iload_1
   9:   ifeq    16
   12:  iload_2
   13:  ifne    24
   16:  iload_0
   17:  ifeq    28
   20:  iload_2
   21:  ifeq    28
   24:  iconst_1
   25:  goto    29
   28:  iconst_0
   29:  ireturn

static boolean b(boolean, boolean, boolean);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   ifeq    20
   4:   iload_1
   5:   ifne    12
   8:   iload_2
   9:   ifeq    16
   12:  iconst_1
   13:  goto    33
   16:  iconst_0
   17:  goto    33
   20:  iload_1
   21:  ifeq    32
   24:  iload_2
   25:  ifeq    32
   28:  iconst_1
   29:  goto    33
   32:  iconst_0
   33:  ireturn

static boolean c(boolean, boolean, boolean);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   iload_1
   2:   iand
   3:   iload_1
   4:   iload_2
   5:   iand
   6:   ior
   7:   iload_2
   8:   iload_0
   9:   iand
   10:  ior
   11:  ireturn

static boolean d(boolean, boolean, boolean);
  Code:
   0:   iload_0
   1:   ifeq    8
   4:   iconst_1
   5:   goto    9
   8:   iconst_0
   9:   iload_1
   10:  ifeq    17
   13:  iconst_1
   14:  goto    18
   17:  iconst_0
   18:  iadd
   19:  iload_2
   20:  ifeq    27
   23:  iconst_1
   24:  goto    28
   27:  iconst_0
   28:  iadd
   29:  iconst_2
   30:  if_icmplt   37
   33:  iconst_1
   34:  goto    38
   37:  iconst_0
   38:  ireturn
}

你可以看到?:那些比你原来的修复版本稍好。最好的方法是完全避免分支的方法。从更少的指令(在大多数情况下)的角度来看,这很好,对于CPU的分支预测部分来说也更好,因为分支预测中的错误猜测可能会导致CPU失速。

我觉得最有效的是《月影》里的那个。它平均使用最少的指令,减少了CPU中管道停顿的机会。

为了100%确定,您需要找出每条指令的成本(以CPU周期为单位),不幸的是,这是不容易获得的(您必须查看热点的源代码,然后查看CPU供应商的规格,以确定每条生成指令所花费的时间)。

请参阅Rotsor对代码的运行时分析的更新答案。

下面是使用map/reduce的另一个实现。在分布式环境中,这可以很好地扩展到数十亿布尔值©。使用MongoDB:

创建数据库的布尔值:

db.values.insert({value: true});
db.values.insert({value: false});
db.values.insert({value: true});

创建map, reduce函数:

编辑:我喜欢CurtainDog的回答有映射/减少适用于泛型列表,所以这里有一个地图函数,它接受一个回调,决定一个值是否应该被计数。

var mapper = function(shouldInclude) {
    return function() {
        emit(null, shouldInclude(this) ? 1 : 0);
    };
}

var reducer = function(key, values) {
    var sum = 0;
    for(var i = 0; i < values.length; i++) {
        sum += values[i];
    }
    return sum;
}

运行map / reduce:

var result = db.values.mapReduce(mapper(isTrue), reducer).result;

containsMinimum(2, result); // true
containsMinimum(1, result); // false


function isTrue(object) {
    return object.value == true;
}

function containsMinimum(count, resultDoc) {
    var record = db[resultDoc].find().next();
    return record.value >= count;
}

另一种方法是使用Java 8的Stream功能,用于任意数量的布尔值。如果Stream在处理所有元素之前达到极限,则会短路:

public static boolean atLeastTrue(int amount, Boolean ... booleans) {
    return Stream.of(booleans).filter(b -> b).limit(amount).count() == amount;
}

public static void main(String[] args){
    System.out.println("1,2: " + atLeastTrue(1, true, false, true));
    System.out.println("1,1: " + atLeastTrue(1, false, true));
    System.out.println("1,0: " + atLeastTrue(1, false));
    System.out.println("1,1: " + atLeastTrue(1, true, false));
    System.out.println("2,3: " + atLeastTrue(2, true, false, true, true));
    System.out.println("3,2: " + atLeastTrue(3, true, false, true, false));
    System.out.println("3,3: " + atLeastTrue(3, true, true, true, false));
}

输出:

1,2: true
1,1: true
1,0: false
1,1: true
2,3: true
3,2: false
3,3: true

我想我还没见过这个解决方案:

boolean atLeast(int howMany, boolean[] boolValues) {
  // check params for valid values

  int counter = 0;
  for (boolean b : boolValues) {
    if (b) {
      counter++;

      if (counter == howMany) {
        return true;
      }
    }
  }
  return false;
}

它的优点是一旦达到你要找的数字,它就会崩溃。因此,如果这是“这1,000,000个值中至少有2个是真的”,而前两个值实际上是真的,那么它应该比一些更“正常”的解更快。