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Accepted
Basil Bourque
Asked: 2024-12-24 05:46:39 +0800 CST

在 Java 中对随机 IntStream 进行过滤时没有结果

  • 772

我代表一组海龟，每只海龟都有孵化的时刻。我想随机选择任何一只成熟的海龟。

在这个水族馆模拟中，我假装几分钟就是几年。

record Turtle(
        String name ,
        Instant hatched ,
        Duration lifespan
)
{
    static final Duration MATURITY = Duration.ofMinutes ( 4 );

    Duration age ( ) { return Duration.between ( this.hatched , Instant.now ( ) ); }
}

我用来ThreadLocalRandom生成一个随机整数。我使用这些整数作为我的对象IntStream的索引。我检查那只海龟的年龄，看它是否超过了预定义的持续时间。如果没有成熟，就让流继续。ListTurtleMATURITY

当然，可能还没有海龟成熟。所以我将返回类型定义为Optional < Turtle >，如果没有找到海龟，则为空。

问题是我的流似乎失败了，没有返回任何结果。为什么？

public class Aquarium
{
    public static void main ( String[] args )
    {
        System.out.println ( "INFO Demo start. " + Instant.now ( ) );

        // Sample data.
        List < Turtle > turtles =
                List.of (
                        new Turtle ( "Alice" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 3 ) ) , Duration.ofMinutes ( 17 ) ) ,
                        new Turtle ( "Bob" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 2 ) ) , Duration.ofMinutes ( 16 ) ) ,
                        new Turtle ( "Carol" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 1 ) ) , Duration.ofMinutes ( 18 ) ) ,
                        new Turtle ( "Davis" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 2 ) ) , Duration.ofMinutes ( 22 ) )
                );
        System.out.println ( "turtles = " + turtles );

        // Logic
        Optional < Turtle > anArbitraryMatureTurtle =
                ThreadLocalRandom
                        .current ( )
                        .ints ( 0 , turtles.size ( ) )
                        .filter (
                                ( int randomIndex ) -> turtles.get ( randomIndex ).age ( ).compareTo ( Turtle.MATURITY ) > 0
                        )
                        .mapToObj ( turtles :: get )
                        .findAny ( );
        System.out.println ( "anArbitraryMatureTurtle = " + anArbitraryMatureTurtle );

        // Wrap-up
        try { Thread.sleep ( Duration.ofMinutes ( 30 ) ); } catch ( InterruptedException e ) { throw new RuntimeException ( e ); } // Let the aquarium run a while.
        System.out.println ( "INFO Demo end. " + Instant.now ( ) );
    }
}
java

2 个回答

  1. InfiniteStream可以无限循环

    您无意中使无限陷入了无限循环IntStream。

    您IntStream创建的ThreadLocalRandom.ints是无限的，会在您定义的范围内不断生成一个又一个随机数。可能会出现重复，因为随机数会不断生成，直到您的流达到终止操作。

    您调用findAny终止流。但是查看您的示例数据。您的所有海龟都很年轻，没有一只海龟的年龄符合您的IntPredicate超过MATURITY持续时间的测试。因此，您的所有海龟都没有通过年龄测试。因此，findAny永远不会找到任何Turtle，因此它永远不会返回任何Optional < Turtle >。

    这意味着随机数生成不断进行，产生一个又一个索引号。对于每个随机数，我们访问List对象Turtle。但没有一个通过我们的谓词测试。因此，我们的流永不终止。这个随机生成器 -> List#get-> 谓词测试程序无休止地继续。在这个无限循环中，流永不终止，看起来什么都没有发生。实际上，发生了很多事情，一个非常繁忙的 CPU 核心生成数字、访问列表并计算和比较持续时间，无休止地进行。

    我们可以通过更改样本数据来证明这一点。启动Bob&Davis鱼，孵化日期为 7 分钟前，而不是 2 分钟前。再次运行代码，看看它们是否都是随机挑选的，而且挑选速度非常快。

            List < Turtle > turtles =
                List.of (
                        new Turtle ( "Alice" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 3 ) ) , Duration.ofMinutes ( 17 ) ) ,
                        new Turtle ( "Bob" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 7 ) ) , Duration.ofMinutes ( 16 ) ) ,
                        new Turtle ( "Carol" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 1 ) ) , Duration.ofMinutes ( 18 ) ) ,
                        new Turtle ( "Davis" , Instant.now ( ).truncatedTo ( ChronoUnit.MINUTES ).minus ( Duration.ofMinutes ( 7 ) ) , Duration.ofMinutes ( 22 ) )
                );

    anArbitraryMatureTurtle = 可选[Turtle[name=Davis，孵化时间=2024-12-23T21:17:00Z，寿命=PT22M]]

    解决方案

    没有解决方案可以直接修复当前代码†。如果没有保证终止，则不能使用无限流。

    相反，您必须重写代码。

    一种重写可能是复制您的List对象Turtle。对它们进行打乱，将列表按随机顺序排列。然后流式传输该随机列表，直到找到一个满足谓词测试条件的列表。如果没有满足这些条件的列表，则在详尽检查每个元素后流式传输结束，并Optional返回空值。

    将您的逻辑部分更改为：

            // Logic
        List < Turtle > turtlesShuffled = new ArrayList <> ( turtles );
        Collections.shuffle ( turtlesShuffled );
        Optional < Turtle > anArbitraryMatureTurtle =
                turtlesShuffled
                        .stream ( )
                        .filter (
                                turtle -> turtle.age ( ).compareTo ( Turtle.MATURITY ) > 0
                        )
                        .findAny ( );

    不再有随机索引。

    当与所有未成熟的幼龟一起运行时：

    anArbitraryMatureTurtle = Optional.empty

    相同的逻辑可以用常规for循环而不是来实现Stream。我发​​现在Stream这个特定情况下语法更具表现力。

            // Logic
        List < Turtle > turtlesShuffled = new ArrayList <> ( turtles );
        Collections.shuffle ( turtlesShuffled );
        Optional < Turtle > anArbitraryMatureTurtle = Optional.empty ( );
        for ( Turtle turtle : turtlesShuffled )
        {
            if ( turtle.age ( ).compareTo ( Turtle.MATURITY ) > 0 )
            {
                anArbitraryMatureTurtle = Optional.of ( turtle );
                break;
            }
        }

    对整个集合进行混洗可能不如随机选择索引那么高效。这可能是您选择随机索引方法的最初动机。但考虑到您可能的数据值，随机索引方法是不可行的。

    †错误……有一个解决方案可以解决该随机索引数字流方法。请参阅tquadrat 的正确答案。

    • 1
  2. Best Answer

    尝试在方法的逻辑部分中添加此操作，添加对和的main()调用。这样，我们以随机顺序覆盖所有可能的索引值一次。Stream#distinctStream#limit

    …
// Logic
Optional<Turtle> anArbitraryMatureTurtle = ThreadLocalRandom.current()
  .ints( 0, turtles.size() )
  .distinct()
  .limit( turtles.size() )
  .filter( (int randomIndex) -> turtles.get( randomIndex ).age().compareTo( Turtle.MATURITY ) > 0 )
  .mapToObj( turtles::get )
  .findAny();
System.out.println( "anArbitraryMatureTurtle = " + anArbitraryMatureTurtle );
…

    如果没有Turtle通过测试，我们得到一个空的Optional。

    代码序列：

    ThreadLocalRandom.current()
  .ints( 0, 5 )
  .distinct()
  .limit( 5 )
  .forEach( System.out::println );

    0…以随机顺序打印五个值4– 始终为五个，没有重复。当然，您必须turtles.size()根据用例使用 而不是常量5。

    我有些怀疑这是从您的列表中获取随机成年乌龟的最有效方法（假设有一只），但它确实有效。

    • 1

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