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
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)。
其他回答
问题中的2和3显然是神奇的数字。“正确”的答案将取决于面试官是否试图了解你对布尔逻辑的理解(我不认为pdox的答案在这方面是最好的)或你对架构问题的理解。
我倾向于使用映射减少解决方案，它将接受任何类型的列表和任何任意条件。
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
三元运算符让人觉得很无聊，但它们也会令人困惑(使代码更难维护，从而增加了注入错误的可能性)。Jeff Attwood说得很好:
这是一个权衡取舍的完美例子 毫无意义的一次 写的时候节省了几十个 阅读时间理解惩罚——它 让我思考。
为了避免三元操作符，我创建了以下函数:
function atLeastTwoTrue($a, $b, $c) {
$count = 0;
if ($a) { $count++; }
if ($b) { $count++; }
if ($c) { $count++; }
if ($count >= 2) {
return true;
} else {
return false;
}
}
这个和其他解一样酷吗?不。这样更容易理解吗?是的。这是否会使代码更具可维护性、bug更少?是的。
我找到了这个解。
boolean atLeastTwo(boolean a, boolean b, boolean c) {
bool result = !(a ^ b ^ c) && !(!a & !b & !c) || (a & b & c);
return result;
}
字面解释适用于所有主要语言:
return (a ? 1:0) + (b ? 1:0) + (c ? 1:0) >= 2;
但是我可能会让人们更容易阅读，并且扩展到三个以上——这一点似乎被许多程序员遗忘了:
boolean testBooleans(Array bools)
{
int minTrue = ceil(bools.length * .5);
int trueCount = 0;
for(int i = 0; i < bools.length; i++)
{
if(bools[i])
{
trueCount++;
}
}
return trueCount >= minTrue;
}
